中国的海啸灾害危险性及海啸预警系统——解读2011年太平洋海啸演习

新世纪以来频发的海啸灾害引起了国际社会的广泛关注,各滨海国家不仅加大了在海啸预警建设和海啸灾害危险性、海啸基础理论研究方面的投入,更进一步加强了国际社会在应对海啸灾害方面交流与合作.为测试太平洋各国海啸预警系统的有效性以及政府职能部门的应急管理能力,切实提高各国区域和局地海啸的应对水平,促进国家和地区间海啸预警的交流与合作,联合国教科文组织政府间海洋学委员会(IOC/UNESCO)决定2011年11月9-10日,在整个太平洋地区举行一次代号为“Exercise Pacific Wave 11”的海啸演习.此次演习恰逢日本“3.11”大地震海啸发生后的8个月,通过本次演习对督促太平洋各国进一步检验本国的海啸预警系统、评估本国的海啸危险性均有着重要的意义.中国作为IOC和太平洋海啸预警系统的成员国,积极组织实施了我国历史上第一次涉及当地人员疏散的海啸演习.本文将在本次演习所涉及的海啸源评估、海啸数值计算的基础上,应用新的海啸灾害分级标准对我国沿海的海啸危险性和海啸预警系统进行重新评估分析,期望本文的研究将为今后的海啸预警及海啸灾害评估工作提供科学的决策依据标准.     

21世纪海上丝绸之路

我国古代海上丝绸之路谱写了一曲古代中外交流的篇章,但是清末以后,这延续了几千年的古道渐渐淡出了人们的视野,辉煌不再。21世纪以来,随着“一带一路”倡议的提出,这条沉寂了百年之久的海上丝绸之路又开始焕发出新的活力与生机。     

印度洋区域地震海啸数值预报系统的建立

建立了印度洋区域地震海啸数值预报系统,主要包括海啸源计算模块、海啸传播计算模块和预警分析模块。借助GPU并行加速技术和GMT绘图软件,系统能够在1 min内产出海啸传播时间和最大波幅图以及印度洋岸段危险警示图,还可以针对重点城市和港口做定点预报。筛选了2004年以来发生在印度洋区域的4次震级Mw8.0以上地震海啸事件对预报系统的性能进行测试。结果显示:32个验潮站的海啸传播时间计算误差约为15 min,44个站点波幅计算误差不超过30%,危险性分析准确率可达86%。     

基于ERA5再分析系统海上丝绸之路海况及波高周期联合分布特征

利用欧洲中期天气预报中心的ERA5再分析系统,基于2012—2022年时间分辨率为1 h的全球气象资料,对海上丝绸之路沿线典型海域进行海况分析。利用我国东南海域、孟加拉湾海域和阿拉伯海域的实测数据验证ERA5资料的有效性和准确性,获得该目标海域风、浪共同限制条件下各季节海况情况。统计得到各季节平均多年海上丝绸之路沿线波浪特征分布规律,并统计分析我国南海、孟加拉湾和阿拉伯海各典型海域的有效波高与谱峰周期联合分布概率。研究结果表明,ERA5数据能较好地反映目标海域的海况特征;工程施工过程中需重点关注夏季波浪波高及全年长周期波浪的影响;我国东南沿海和阿拉伯海整体海况条件较好,孟加拉湾海况较为复杂,有效波高在1.5 m与谱峰周期在10s以上在85%以上,在前期投资规划时需重点关注。     

山东半岛海上丝绸之路支点城市建设研究

习近平总书记提出的建设"21世纪海上丝绸之路",是促进沿途各区域加快发展的重大机遇。抓住时机积极推动山东海上支点城市建设,对于深化山东省改革开放意义重大,有利于我国经济从单边开放转向多边开放。青岛、烟台、威海地处"山东半岛蓝色经济区"战略的核心位置,是"丝绸之路经济带""21世纪海上丝绸之路"等新战略的交汇点,三地经济实力雄厚,海洋科技资源优势明显,辐射能力强,能够成为国家战略实施的海上支点,继续当好创新发展的典范,进一步促进区域经济发展。     

海啸灾害与预警

地震海啸是最严重的自然灾害之一。本文对海啸的定义、性质、特征、历史上和近代的中国和世界的严重地震海啸灾害作了介绍。同时简单地介绍了海啸预警系统的主要内容。     

“海上丝绸之路”自然环境风险分析

着眼于海上丝绸之路的战略地位,基于高程数据、历史水文气象数据等,首先分析了海上丝绸之路主要海域的自然地理环境和气候特征;在此基础上,针对海上丝绸之路所面临的自然环境灾害,基于风险评估与风险管理理论,建立了海上丝绸之路自然环境风险指标体系与评估模型,并基于地理信息平台(GIS)和历史气象水文数据和航运信息等,以大风(浪)风险为例,进行了评估试验。初步结果表明,冬季,南海大部尤其是台湾海峡和巴士海峡附近的大风(浪)风险较高,而印度洋的风险则普遍在中等以下;夏季,阿拉伯海大部分海域尤其是索马里东北部海域大风(浪)风险较高,其它海域的风险则多在中等程度以下。     

河北省海啸灾害风险评估和区划研究

基于康奈尔多电网耦合海啸模型（COMCOT）数值模式建立研究区海啸数值模型,利用模型对6个地震海啸源情景场进行模拟计算,通过对各海啸源下数值模拟结果的综合分析,确定研究区海啸灾害危险性分布;根据土地利用类型数据资料确定研究区承灾体脆弱性分布;通过危险性、脆弱性评估成果,综合确定研究区海啸灾害风险性评估和区划成果。结果表明：河北省遭受海啸灾害风险最高等级为Ⅱ级,主要分布在唐山市和秦皇岛市沿海区域;沧州市沿海区域海啸灾害风险等级较小,为Ⅲ级和Ⅳ级。     

国内海上丝绸之路通过地区的环境效率分析

文章根据2007—2014年的面板数据,从非期望产出角度,基于SBM模型静态分析中国海上丝绸之路通过地区的环境效率水平,并运用Malmquist模型探讨这些地区环境效率的动态变化趋势,分析产生这些差异的影响因素。结果表明:2007—2014年我国海上丝绸之路通过地区环境效率有所提高,但与理想状况之间仍有一定差距,2011年前效率增长比2011年后快,其经济增长需要牺牲一定的环境成本;上海、广东的环境效率水平较高,海南的环境效率水平最低;2011年前主要依靠技术进步提高效率,2011年后主要依靠资源的合理配置提高效率。基于这些研究结果,建议在发展经济的同时控制废气废水排放量,调整投入产出比。     

美国夏威夷州海啸灾害研究概述

夏威夷是世界上最易遭受海啸洪水灾害的地区之一。本文介绍了美国夏威夷群岛在海啸实时监测和数值模拟方面的研究进展,并重点介绍了夏威夷海啸预警系统的组成与作用。     

海洋科技在21世纪海上丝绸之路建设中的作用

21世纪海上丝绸之路建设在海洋经济活动、海上综合保障等方面对海洋科技领域提出了新命题。在分析我国海洋技术优势领域的基础上,围绕科技创新政策伙伴关系、培育创新品牌、推进海洋经济和产业发展等方面,深入阐述了海洋科技领域在21世纪海上丝绸之路建设中的支撑作用,同时提出具体工作思路。     

"海上丝绸之路"沿岸国家海洋综合风险分析与量化评估——以菲律宾为例

在"21世纪海上丝绸之路"重大战略构想的背景下,结合东盟国家对海上丝绸之路的重要作用。本文从海洋经济和海洋环境的角度对东盟国家存在的海洋综合风险进行评估分析,这对我国加强对东盟国家的认识,规避来自海洋方面的风险,更好地与其进行合作具有重要意义。主要针对东盟四国构建了评价海洋综合风险的指标体系;在此基础上,提出了基于改进的投影寻踪方法的海洋综合风险评估模型,以东盟四国中的菲律宾作为代表开展实验验证,最终得到菲律宾的海洋综合风险等级,并依据评级结果对我国与菲律宾的合作提供辅助建议。     

21世纪初期海上丝绸之路大陆岸线位置变化特征

基于遥感和GIS技术,利用Landsat影像目视解译提取2000和2015年海上丝绸之路大陆岸线数据,从整体、洲际尺度、国家尺度、热点区域和港口城市5个空间尺度分析大陆岸线位置变化特征.结果表明:(1)整体方面,2000年和2015年海上丝绸之路沿线地区岸线扩张和后退的比例(速度)分别约为8.21％(27 m·a–1)...     

全球海啸灾害事件统计及预警系统简述

统计分析了全球历史海啸灾害数据,结合相关海啸研究成果,给出了全球海啸的分布特点及历史重大事件,并介绍了全球海啸预警系统、数值技术以及海啸监测等防灾情况。     

渤海海域地震海啸灾害概率性风险评估

渤海作为我国地震活动性最为活跃的近海,其地震海啸风险不可忽视。本文应用概率性海啸风险评估方法对渤海周边区域的海啸风险进行评估。根据历史地震目录建立了渤海区域的震级-频率关系,基于蒙特卡洛算法随机生成了一套10万年的地震目录,最终通过对地震事件的海啸数值模拟及最大波幅的统计分析给出了环渤海区域典型重现期的最大波幅分布以及重点城市的海啸波幅曲线。评估结果表明,渤海地区海啸风险主要集中在渤海湾和莱州湾周边,波幅可达到1~3 m,辽东湾地区海啸风险较低。     

从2011 海啸演习看中国海啸危害

2011 年11 月, 联合国教科文组织政府间海洋学委员会(IOC/UNESCO)发起了代号为“Exercise Pacific Wave 11”的跨国海啸演习, 演习区域为整个太平洋海区。中国应邀参加了本次演习, 演习在我国海域地震带上假设了两个震源, 分别位于琉球海沟和马尼拉海沟。为了评估这两个潜在海啸对我国的影响, 本文采用数值模拟的方式, 对其进行了计算。计算结果表明: 这两处震源所引发的海啸均能对我国造成灾害性影响, 受影响严重的省市有江苏、上海、浙江、福建、广东和海南等; 从传播时间图上看, 若发生大海啸, 海啸波将在5 h 内, 陆续影响沿海各省市; 相比琉球海沟, 马尼拉海沟震源产生的海啸会更快到达我国沿岸。     

基于震级上限估计的渤海海啸危险性与共振特征研究

根据渤海区域地质断层特征和历史地震活动规律,分析得出渤海内潜在最大震级上限为8.1级,并对该海啸源可能的两组震源机制分别进行了数值模拟。模拟结果显示：渤海局部区域海啸波幅最大可达 1.5 m,最大流速可达2.8~3.0 m/s,具备造成灾害损失的风险。在该海啸源情景下,渤海海盆内易激发长期的水位自由振荡,部分区域水位振荡可持续 20 h以上,振荡波幅的大小与海啸首波波幅相当或更大。基于快速傅里叶变换方法对海啸波进行频谱分析,部分长周期频谱成分满足区域固有共振特征。因此,渤海内一旦发生海啸,不仅要关注海啸首波可能造成的灾害性影响,还要密切关注海啸首波到达后,可能产生的长时间、长周期的海啸波共振以及往复式海啸流造成的影响。     

21世纪海上丝绸之路背景下的广东省蓝碳发展研究

海洋碳汇即蓝色碳汇,简称"蓝碳"。文章以21世纪海上丝绸之路建设为背景,以广东省蓝碳发展现状和需求为主线,分析广东省发展蓝碳对控制温室气体排放、保护海洋生态环境和实施"一带一路"建设的重要意义,论述发展碳汇渔业、修复典型海洋生态系统、控制陆源排放、开发可再生能源等蓝碳发展途径;在此基础上提出广东省发展蓝碳的主要对策,即完善政策保障体系、增强科技支撑能力、完善蓝碳产业链条、拓展国际交流合作、探索海洋碳排放交易试点、加强生态环境治理和发挥示范带动作用。     

2017年9月8日墨西哥沿岸Mw8.2级地震海啸观测数据分析与模拟

2017年9月8日4时49分（UTC）,墨西哥瓦哈卡州沿岸海域（15.21°N,93.64°W）发生M_w8.2级地震,震源深度30 km。强震在该海域引发海啸,海啸对震源附近数百千米范围内造成了严重影响。位于太平洋上的多个海啸监测网络捕捉到了海啸信号并详细记录了此次海啸的传播过程。本文选用了近场2个DART浮标和6个验潮站的水位数据,通过潮汐调和分析和滤波分离出海啸信号,对近场海啸特征值进行了统计分析,并采用小波变换分析方法进一步分析了海啸的波频特征。基于Okada弹性位错理论断层模型计算得到了强震引发的海底形变分布,并采用MOST海啸模式对本次海啸事件近场传播特征进行了模拟,模拟结果与观测吻合较好。最后,基于实测和模拟结果,详细分析了此次地震海啸的近场分布特征,发现除受海啸源的强度和几何分布特征影响外,近岸海啸波还主要受地形特征控制,在与特定地形相互作用后波幅产生放大效应,会进一步加剧海啸造成的灾害。     

1994年发生在台湾海峡的一次地震海啸的数值模拟

建立了一个地震海啸数值模式,模式包含越洋海啸传播部分和近岸海啸变形部分,在越洋海啸传播部分中采用线性浅水方程,使用蛙跃格式求解,并且选择合适的空间步长与时间步长,使差分格式中产生的数值频散与包辛尼斯克方程中的物理频散一致,这样在不影响海啸数值计算精度的前提下,节省了计算机的机时与内存.在近岸海啸变形部分的计算中,考虑了非线性对流项与海底摩擦项.同时该模式采用了多重网格嵌套技术,提高了所关心地区的计算精度.利用这个地震海啸模式模拟了1994年发生在台湾海峡的一次地震海啸,结果与观测记录较吻合.这个模型已用于我国沿海核电站可能最大地震海啸的数值计算.