不同气候情景下中国滨海城市海岸极值水位重现期预估

气候变化背景下,海平面上升叠加台风—风暴潮、天文大潮等产生的海岸极值水位事件趋多增强,对我国滨海城市社会经济可持发展构成了严重威胁。为认识未来我国滨海城市海岸极值水位危害性（强度和频率）的变化,本文首先采用第五次国际耦合模式比较计划（CMIP5）数据,分析了不同气候情景下（RCP2.6, 4.5, 8.5,简称为RCPs）下,未来不同年代（2030年、2050年和2100年）我国滨海城市沿岸海平面变化幅度;其次,基于沿海验潮站的历史观测资料和文献数据,分析了未来热带气旋强度变化对海岸极值水位的影响;最后,利用皮尔逊Ⅲ型（P-Ⅲ）水文概率曲线方法,预估了不同气候（RCPs）情景下未来不同年代（2030年、2050年和2100年）我国9个滨海城市海岸极值水位重现期的变化。结果表明：（1）在不同气候情景下,我国滨海城市沿海平均海平面均呈现上升趋势,其中,到21世纪末,长三角地区沿海海平面上升幅度最大,上升速度比全国平均高出约30%;（2）热带气旋的强度与台风—风暴潮的增水幅度存在正相关关系。预计到21世纪末,热带气旋的整体强度很可能将增强,热带气旋引发的台风—风暴潮的增水幅度较当前很可能有明显提高。（3）未来我国滨海城市沿海极值水位将有显著增高的趋势,当前极值水位的重现期将明显缩短。到21世纪末,我国滨海城市当前百年一遇的极值水位,重现期几乎都将缩短至20年一遇以下,其中,大连、青岛、上海和厦门等城市海岸极值水位重现期很可能缩短为（或低于）1年一遇。本文虽在一定程度上反映了不同气候情景下海岸洪水危害性的变化,但对于未来热带气旋的变化及其影响的研究尚有待进一步深入。     

相对海平面上升对中国沿海地区的可能影响

本文论述了相对海平面变化研究的重要性,并在IPCC提供的全球海平面变化背景值之上,给出中国未来几十年相对海平面变化的预测值。中国大河三角洲地区未来几十年相对海平面皆呈上升趋势,但幅度不同。因此,充分认识相对海平面上升将导致的危害就显得极为重要和迫切。相对海平面上升将对中国沿海地区产生以下影响：(1)导致海岸侵蚀,扩大侵蚀范围;(2)风暴潮强度与频率增加：(3)沿海低地与湿地被淹没;(4)海水入侵加剧,范围扩大,水资源和水环境遭到破坏;(5)防汛工程功能降低,洪涝灾害加剧。因此,沿海地区政府决策应考虑未来相对海平面变化的影响。     

考虑海平面上升影响的极值水位计算

本研究基于非平稳序列极值理论,定量分析极端水位事件年超越概率受海平面上升的影响;以工程设计使用年限内极端水位发生概率作为控制条件,构建考虑海平面上升的极值水位计算方法;结合平均海平面的长期变化过程,推算海平面上升下的极值水位。基于全球10个验潮站历史水位观测资料,验证历史平均海平面长期变化与高、低水位耿贝尔分布位置参数变化的一致性以及构建方法的合理性。结合政府间气候变化专门委员会对海平面上升的预测,推算和对比分析不同海平面上升情景下的极值水位,并评估相应极值水位在当前极值分布中的重现期。     

海平面上升、强台风和风暴潮对厦门海域极值水位的影响及危险性预估

气候变化背景下海平面上升、强台风和风暴潮对我国东南沿海地区的洪涝灾害影响日益严重,为应对气候变化的影响,本文以位于我国东南沿海的厦门地区为例,应用多种海洋大气观测资料和数理统计及模拟方法,分析了历史上9914号和1614号两次台风对厦门海域极端海面高度(极值水位)的影响,预估了未来海平面上升情景下厦门海域极值水位的变化及其危险性。结果表明：(1) 9914号台风期间,天文大潮、风暴增水和强降水的同时出现造成了厦门沿海地区超警戒极值水位(732 cm)的出现;(2) 风(向岸强风)、雨(强降水)、浪(巨浪)、潮(高潮位)、流(急流)等多致灾因子的共同作用是厦门沿海地区发生严重灾情的重要原因;(3) 在温室气体中等和高排放(RCP4.5和RCP8.5)情景下,到2050年(2100年),当前百年一遇的极值水位将分别变为30年(2年)一遇(RCP4.5)和25年(低于1年)一遇(RCP8.5)的频繁极端事件。这表明未来厦门沿海极值水位的危险性将显著上升,应采取充分的适应措施降低洪涝灾害风险。     

华南海平面变化及其对水位极值估计的影响

应用奇异谱(SSA)分析方法,预测了华南海平面的变化.应用海门站31a的最高潮水位资料,求作了P-Ⅲ型和Gumbel型极值水位频率曲线,比较分析了海平面上升对极值水位推算的影响,表明由于海平面上升,导致多年一遇高水位增高.     

孟加拉冲积扇在海平面上升和高水位期的活动生长

孟加拉冲积扇在海平面上升和高水位期的活动生长ＭｉｃｈａｅｌＥ．Ｗｅｂｅｒ等碎屑物经过海底冲积扇从陆地搬运到深海。故其主要的沉积作用是浊积作用。通过一般的理解，建立在对许多古代和现代海底冲积扇观察基础之上的层序地层学模式（Ｖａｉｌ等，１９９１），人们认...     

海平面上升对中国沿海地区影响初析

近五十年来中国沿岸海平面变化总的呈上升趋势，年变率平均为１．４ｍｍ／ａ，中国沿岸地形复杂，未来海平面上升可能影响的主要脆弱区为黄河、长江和珠江三大三角洲和滨海平原，其可能受害区域估计达３５０００ｋｍ＾２。影响中国沿岸相对海平面上升的主要因素有：近代地壳垂直运动和地面沉降，台风和风暴潮，海岸侵蚀和海咸水入侵等。     

中国沿海海平面的上升预测模型

温室效应引起的全球海平面上升，已为世界各海洋国家所关注，研究表明，近２０年多年以来，我国沿海的海平面以１．５ｍｍ／ａ的速率上升，这与全球海平面上升的趋势是一致的，为了预测海平面的这种上升趋势，本文试图从温室效应引起的全球海平面上升和结合我国海海平面变化特点提出了我国的海平面变化预测模型，即中国沿海海平面上升趋势既取决于全球温室效应的增强，又受到沿海地壳升降和地面下沉的影响，文中给出了我国海平面变化     

海平面上升对我国沿海地区的影响及其适应对策

近30年来,我国沿海海平面平均上升速率为2.6 mm/a,高于全球均值,未来上升趋势还将持续.海平面上升已经并将持续造成海水淹没范围扩大、加剧海洋灾害威胁、破坏典型生态系统健康,对沿海地区经济社会可持续发展提出了重大挑战,这包括海洋灾害造成巨大经济损失、海平面上升加大沿海地区的气候脆弱性和未来面临多因素叠加的风险.此外,海平面上升对我国国土安全造成的威胁不容忽视.为此,建议急需从国家战略层面统筹规划,全面做好海平面上升的适应工作,尤其是解决好沿海经济社会发展中面临的三个问题,即“海平面上升与沿海经济发展的关系问题”、“海平面上升与维护海洋权益的关系问题”以及“海平面上升与近岸生态环境保护的关系问题”,在相关政策法规与管理机制、规划评估与研究、标准规范与工程建设、监测预警能力建设等方面持续推进提高并加以完善.这既是我国应对气候变化的紧迫任务之一,也是实现我国沿海地区经济社会持续平稳较快发展的重要保障.     

平均海平面上升对东中国海台风风暴潮影响的数值模拟

本文采用ECOMSED模式模拟了影响东中国海的3次台风过程,经与实测资料对比验证了模型的可靠性。在此基础上设计了敏感性试验以考察海平面上升对风暴潮造成的影响。结果表明,海平面上升对风暴潮的影响在空间分布上不是一致的,且因具体台风过程而异。整体而言,海平面上升对风暴潮造成的影响有限。海平面上升0．5m,大部分站位风暴增水极值基本不变,即使海平面上升5m大部分站位的风暴增水极值相对改变量都小于10％。     

基于SLAMM模型的海平面上升对广西沿海红树林影响研究

本文基于SLAMM模型分析了不同情景下海平面上升对广西沿海红树林分布面积的影响及其空间差异,通过对比实验定量分析了潮差和沉积速率的作用。结果显示,与基准年2007年相比,2100年广西红树林面积在当前海平面上升速率、典型浓度路径RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下分别减少0.57%、4.99%、7.99%和17.39%,珍珠港、茅尾海、丹兜海和英罗港受影响程度较大。当地潮差与红树林面积减少率呈负相关关系。需维持红树林生长区域的沉积速率以应对未来的海平面加速上升。     

中国东海2万年来海平面变化分析

拟通过中国东海相对海平面与全球海平面对比分析,来获得东海构造沉降数据。但在对比分析的过程中发现,断裂作用对中国东海150m以深海域相对海平面的变化有重要影响。这种作用使东海150m以深海底至少下降了30m,这是我国学者先前误认为中国东海末次冰盛期最低海面位置位于现今海面下150～160m一带的主要原因。在此基础上,进一步对水与冰川重力均衡、沉积物压实和构造沉降作用进行了探讨。结果认为重力均衡不足、沉积物压实作用微弱,构造沉降是造成东海相对海平面与全球海面之间差异的又一重要原因。同时发现东海构造沉降随水深呈规律性变化。断裂作用的表现结果所赋予的更深层次的思考与认识是,在17kaB．P．以前,中国东海水深150～160m一带是1个相对隆起带,其存在对陆架区圈闭和捕获中国大陆古水系和沉积物具有重要意义。     

2012年中国沿海海平面上升显著成因分析

2012年,中国沿海海平面变化最突出的特点是海平面升高显著。海平面总体比常年高122mm,较2011年偏高53mm,达1980年以来最高位。本文使用中国沿海及西北太平洋区域近30a的水位、海温、气温、气压和风等水文气象资料,详细分析了中国沿海海平面2012年异常偏高的成因。结果表明:2010-2012年中国沿海海平面处于2~3a、8~9a和准19a周期震荡的高位,几个周期震荡高位叠加,对海平面上升起了明显的影响;2012年,沿海气温和海温分别较常年偏高0.4℃和0.3℃,气压较常年低1.2hPa,气压达历史最低位;2012年,中国南海夏季风爆发时间较常年偏早,结束较常年偏晚,季风持续时间较常年偏长,导致2012年5-6月和8月,在黄海和东海海域,东北风持续偏强,南海海域南风偏强,风场的异常导致黄海、东海和南海沿海海水长时间堆积,是造成海平面升高的原因之一;2012年,热带气旋登陆时间集中,影响范围广,北上和影响东北地区的台风数量均为历史之最,特别是2012年8月,有6个热带气旋相继影响我国沿海,对当月海平面升高影响明显;另外,2012年副热带高压偏北、偏东、偏弱的特点对东海和南海的海平面上升也有一定影响。     

近海区域多波束水深测量的水位改正方法

阐述了近海区域由监测验潮站实测潮位和天文预报潮位,以及模拟站的天文预报潮位获得模拟站接近实测的水位改正资料的理论和方法,在Caris Hips软件中得到成功应用,并在主检比对中获得满意的效果,资料满足《海道测量规范》要求。     

Regional scenarios of sea level rise and impacts on Basque (Bay of Biscay) coastal habitats,throughout the 21st century

Global climate models have predicted a rise on mean sea level of between 0.18 m and 0.59 m by the end of the 21st Century, with high regional variability. The objectives of this study are to estimate sea level changes in the Bay of Biscay during this century, and to assess the impacts of any change on Basque coastal habitats and infrastructures. Hence, ocean temperature projections for three climate scenarios, provided by several atmosphere–ocean coupled general climate models, have been extracted for the Bay of Biscay; these are used to estimate thermosteric sea level variations. The results show that, from 2001 to 2099, sea level within the Bay of Biscay will increase by between 28.5 and 48.7 cm, as a result of regional thermal expansion and global ice-melting, under scenarios A1B and A2 of the Intergovernmental Panel on Climate Change. A high-resolution digital terrain model, extracted from LiDAR, data was used to evaluate the potential impact of the estimated sea level rise to 9 coastal and estuarine habitats: sandy beaches and muds, vegetated dunes, shingle beaches, sea cliffs and supralittoral rock, wetlands and saltmarshes, terrestrial habitats, artificial land, piers, and water surfaces. The projected sea level rise of 48.7 cm was added to the high tide level of the coast studied, to generate a flood risk map of the coastal and estuarine areas. The results indicate that 110.8 ha of the supralittoral area will be affected by the end of the 21st Century; these are concentrated within the estuaries, with terrestrial and artificial habitats being the most affected. Sandy beaches are expected to undergo mean shoreline retreats of between 25% and 40%, of their width. The risk assessment of the areas and habitats that will be affected, as a consequence of the sea level rise, is potentially useful for local management to adopt adaptation measures to global climate change.     

中国近海海平面变化区域相关分析

由测高卫星升、降弧段海面高交叉点约束方法,用TOPEX／POSEIDON测高数据计算了黄海、东海、南海海域的海平面变化;分析了三个海区海平面变化的相关性;在频域内讨论了它们之间的相干性;分析了海水面积随纬度带的变化对不同纬度分布的海区海平面变化量的影响。     

海平面上升背景下的海岸带脆弱性评价——以东营市为例

海平面上升是全球海岸带区域面临的共同威胁。构建以地面高程、地面沉降速率、沟壑密度、地表坡度、人口密度、国内生产总值（Gross Domestic Product,GDP）密度、建筑密度和斑块密度为指标的脆弱性评价体系,利用层次分析（Analytic Hierarchy Process, AHP）法并采用海岸带脆弱性指数模型评价了海平面上升引起的山东东营市海岸带脆弱性状况。研究结果表明：轻度脆弱区和中度脆弱区分别为2 134.79 km²和1 967.61 km²,在评价区域中占比较大,约占评价区域的33.09%和30.50%;其次为重度脆弱区和低度脆弱区,面积分别为1 061.18 km²和891.80 km²,分别占评价区域的16.45%和13.82%;极度脆弱区面积最小,为396.31 km²,仅占评价区域的6.14%。东营市的县区中,东营区几乎完全被极度脆弱区与重度脆弱区覆盖,受海平面上升威胁最严重;广饶县也拥有较多的重度和极度脆弱区;河口区内部脆弱程度东高西低;垦利区脆弱度总体相对较低;利津县是脆弱程度最低的县区,辖区内绝大部分区域为低度或轻度脆弱区,没有重度或者极度脆弱的区域。东营市各地区可参考评估结果,有针对性地采取应对措施并在未来的经济发展与城区规划过程中充分考虑脆弱性评估的结果,适度规划海岸防护工程,为城市的可持续发展提供技术保障。     

2019年中国近海海洋热浪特征研究

海洋热浪是指在一定海域内发生的海表温度异常偏高的现象,海洋热浪的发生会对海洋生态系统的功能与服务产生重大影响。近年来,中国近海海洋热浪频发,引起越来越多的关注。本文利用逐日海表温度观测资料对2019年中国近海海洋热浪特征进行研究分析,结果显示：2019年,在中国近海海南岛周边海域、长江口附近海域、渤海海域和江苏外海海域海洋热浪高发,频次为7～12次;北部湾附近海域海洋热浪发生时间最长,超过150 d。在此基础上,以北部湾海域2−4月经历的一次持续时间长达数月的海洋热浪事件为例,分析了事件期间对应的气温场、气压场以及风场的异常,并进一步分析了北部湾不同季节海洋热浪事件与各气象背景场的对应关系。总体而言,2019年北部湾海域2−4月海洋热浪期间,气温偏高,副热带高压面积偏大、位置偏西偏北,冬季风偏弱,是此海洋热浪发生与维持的重要原因。