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精密測量院與美國學者首次聯(lián)合發(fā)現(xiàn)潮汐變化對美國海岸洪災發(fā)生頻率的影響

發(fā)表日期:2021-03-16來源:精密測量科學與技術創(chuàng)新研究院放大 縮小

 

精密測量院研究員柳林濤、博士研究生李思達與美國中佛羅里達大學Thomas Wahl等開展合作,首次評估了潮汐變化對海岸洪災發(fā)生頻率的影響,指出潮汐長期變化對海岸洪災的貢獻。相關研究成果發(fā)表在國際期刊《科學·進展》(《Science Advances》)上。

海岸洪災一般是指沿海地區(qū)由海平面上升、風暴潮增水和天文大潮等引起的極值水位而導致的洪水。海岸居住著世界3.1億的人口,產(chǎn)生60%的經(jīng)濟總量。在海平面持續(xù)上升的前提下,2100年將有0.2–4.6%的人口將受到海岸洪水的影響,帶來的經(jīng)濟損失高達全球經(jīng)濟總量的0.3–9.3%。2018-2020連續(xù)3年,美國國家海洋和大氣管理局National Oceanic and Atmospheric Administration)發(fā)布了美國地區(qū)的海岸洪災報告與預警,指出未來可能頻發(fā)的洪災事件。

海岸洪災有多種形式,其中Nuisance flooding(NF)可理解為小型洪災(水),其定義尚無統(tǒng)一的認識,我們可理解為:潮水以低水位淹沒沿海城市,打擾正常的工作生活并對道路交通造成限制,但對公共安全和社會發(fā)展不構成巨大的威脅。當前,NF主要影響低洼和露天的資產(chǎn)或基礎設施,例如道路,港口,海灘,公共廢水和淡水系統(tǒng)以及私人和商業(yè)物業(yè)。盡管NF的破壞性很低,但其累積的影響在美國諸多地方已成為一個嚴重的問題。

NF事件增加的主要原因通常歸因于相對海平面的上升。從1993-2007年,全球平均海平面以3.3±0.3 mm/yr的平均速度上升;在2014年,其加速度高達0.084±0.025 mm/yr2。顯然,高水位與洪水閾值之間的差距在隨海平面的上升逐漸縮小,使得城市變得越發(fā)暴露于洪水中。在過去的幾十年中,美國沿海地區(qū)的NF事件發(fā)生頻率呈現(xiàn)線性、加速或指數(shù)型增長(提高了39倍,最快的翻倍周期為5年)。

    沿海和河口潮汐的演變是NF頻率(和持續(xù)時間)變化的另一個的驅動因素,但研究不足。中科院精密測量院柳林濤團隊聯(lián)合美國Thomas Wahl團隊,對來自美國海岸的40個長期驗潮記錄展開分析,發(fā)現(xiàn)由于潮汐增強,有18個地點(美國東部為主)的NF發(fā)生頻率增加,而潮差的減小抑制了11個地點的NF發(fā)生。河口的NF頻率變化最大,主要由人為因素,例如河道疏浚等引起。在海平面上升的背景下,潮汐變化(增強)額外增加了約27%的小型洪水發(fā)生頻率。該研究成果首次評估了潮汐變化對海岸洪災的發(fā)生頻率影響,指出潮汐長期變化對海岸洪災的貢獻。相關報道發(fā)表在Science Advances

該研究由中科院精密測量院大地測量與地球動力學國家重點實驗室、中佛羅里達大學等多家單位合作完成,李思達為第一作者,柳林濤和Thomas Wahl為共同通訊作者。該研究得到了科技部國家重大科學儀器開發(fā)專項和國家留學基金委的資助。

論文鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/7/10/eabe2412

 

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