中国沿海海平面的上升预测模型_张锦文
中国近海海平面变化研究进展
中国沿海验潮站最 早建立于 20 世纪初, 1964 年国家海洋局成立后, 中国长期海平面监测系统网 才基本建成[ 15] , 20 世纪 90 年代, 通过几十年的资料 积累, 中国海平面变化研究已涌现出一大批研究成 果。许多专家[ 16-19] 利用中国沿海潮站资料, 对上世 纪沿海地区海平面变化速率进行了分析, 发现: ( 1) 20 世纪 50 ) 90 年代, 从辽宁到广西, 中国沿海海平 面区域变 化差异大, 变化范围在 - 21 1 ~ 10 mm / a 之间[ 16-18] , 全国海平面平均上升速率为 21 5 mm/ a; ( 2) 存在 3 个明 显的海平面上升高值区( 黄河三角 洲、长江三角洲、珠江三角洲) ; ( 3) 发现中国东部沿 海海平面周期变化显著( 主要周期有 01 5、11 0、11 5 ~ 21 7、21 8~ 51 4、81 8、11、181 61、22 a) , 它们基本上 对应一些常用的理论天文周期, 如 2 a 的大气振动 周期、3~ 7 a 厄尔尼诺周期、11 a 太阳黑子周期和 22 a 双太阳黑子周期, 然而大多数潮站以 01 5 和 1 a
但是, 由于 卫星测高资料的时序短( 最长只有 10 年左右) , 无法排除长周期影响因素对海平面变 化带来的干扰, 而且最新资料一般都掌握在国外科 研机构手中, 资料的获取和使用还存在一定的难度。
1. 3 未来海平面变化的预估
近年来, 不少专家对中国沿海海平面变化趋势 进行了预估研究。其方式主要有气候模型预估、公 式拟合预估和以理论海平面上升值叠加区域地面沉 降速率进行的未来海平面变化预估。
2007 年 8 月 第 27 卷 第 4 期
海洋地质与第四纪地质
M ARINE GEOL OGY & QUA T ERNARY GEOLOGY
海平面上升引发的极端高水位的频率风险评估模型及其应用--以宁波为例
海平面上升引发的极端高水位的频率风险评估模型及其应用--以宁波为例汪杨骏;张韧;钱龙霞;葛珊珊;王锋【摘要】海平面上升是全球变化研究的热点,海平面上升引发的极端高水位事件将严重威胁沿海城市的经济发展和社会生活。
因此在当前气候变化背景下,开展极端高水位事件的风险评估显得尤为重要和迫切。
对此引入频率风险思想,从极端高水位事件发生的频率、强度和造成的后果等角度构建了频率风险的概念模型和评价指标体系,建立了基于耿贝尔极值法、灰色 Verhulst 模型和 ArcGIS 平台的极端高水位频率风险评估模型;以浙江省宁波市为例,进行了气候变化情景下不同极端高水位发生频率对我国沿海城市遭受经济损失的风险评估实验。
结果表明,基于国内外众多学者对我国极端高水位预估情景,2050年极端高水位事件的发生频率预期将远大于当前,沿海城市岸堤的防范能力较之目前将有大幅度的降低;并给出了不同强度的极端高水位事件对宁波市构成潜在威胁和经济损失风险的定量评估。
%Sea level rise,which is a focus topic of global change study,will cause extreme high water level e-vents bringing a series threat to the coastal city of economic development and social life.Therefore,in the back-ground of the current climate change,we carry out risk assessment of extreme high water level events is particularly important and urgent.We introduce frequency risk ideology to construct frequency risk model and evolution index system containing frequency.Intensity and consequences of the extreme high water events.We established this model based on Gumbel extremum method,grey Verhulst model and ArcGIS platform,taking Ningbo city as an ex-ample to study the risk of the economic losses whichChina’s coastal city has suffered under different extreme high water level scenarios with the climate change.The results show that the occurrence frequency of extreme high water level events will be far greater than the current bank coastal city based on many domestic and foreign scholars’pre-dicting;the prevention ability will be greatly reduced.we also give the quantitative assessment of different extreme high water level events’potential threats to Ningbo and its economic losses.【期刊名称】《灾害学》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】6页(P213-218)【关键词】海平面上升;极端高水位;频率风险分析;耿贝尔极值法;灰色 Verhulst 模型;宁波【作者】汪杨骏;张韧;钱龙霞;葛珊珊;王锋【作者单位】解放军理工大学气象海洋学院,江苏南京 211101;解放军理工大学气象海洋学院,江苏南京 211101;解放军理工大学气象海洋学院,江苏南京211101;解放军理工大学气象海洋学院,江苏南京 211101;河北省唐山市曹妃甸工业区气象局,河北唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】X43IPCC第五次报告指出自20世纪起海平面上升的速度在加快。
海平面变化的研究方法有哪些
海平面变化的研究方法有哪些海平面变化是地球气候变化的一个重要指标,也是近年来备受关注的一个热点问题。
随着全球气候的变暖,海平面不断上升,给沿海地区的生态环境和人类社会带来了巨大的影响。
因此,研究海平面变化的方法变得至关重要。
本文将探讨海平面变化的研究方法,以期为相关领域的研究人员提供一些参考和启发。
首先,测量海平面变化是研究的基本方法之一。
通过利用卫星遥感技术,可以对全球范围内的海平面变化进行监测和测量。
卫星搭载的高精度测高仪可以实时监测海平面的高度变化,为科学家提供了宝贵的数据。
同时,利用浮标和潜水器等设备,也可以对局部海域的海平面变化进行详细的测量和观测。
其次,数值模拟是研究海平面变化的重要手段。
利用数值模型,可以对海洋环流、海冰融化、地球引力等因素对海平面的影响进行模拟和预测。
通过建立复杂的地球系统模型,科学家可以模拟不同情景下的海平面变化,为预测未来海平面变化趋势提供科学依据。
此外,地质记录也是研究海平面变化的重要方法之一。
通过对古地理、古海岸线和古海洋沉积物的研究,可以重建过去海平面的变化历史。
地质记录可以为我们提供长期的海平面变化数据,帮助我们了解海平面变化的周期性和规律性。
最后,综合分析是研究海平面变化的必要手段。
海平面变化受多种因素影响,包括全球气候变暖、冰川融化、地壳运动等。
因此,需要综合考虑这些因素的影响,通过多种方法进行分析,才能全面地了解海平面变化的原因和趋势。
总的来说,研究海平面变化的方法多种多样,需要综合运用多种手段进行观测、模拟、记录和分析。
只有通过全面、系统的研究方法,才能更好地理解海平面变化的规律和趋势,为应对气候变化带来的挑战提供科学依据。
希望本文的内容能为相关领域的研究人员提供一些参考和启发。
海平面升降与气候
Байду номын сангаас
海平面升降与气候变化
监测和分析结果表明:中国沿海海平面平均上升速率为2.5毫米/ 监测和分析结果表明:中国沿海海平面平均上升速率为2.5毫米/年, 略高于全球平均水平;近30年来,中国沿海海平面总体上升了90毫米, 略高于全球平均水平;近30年来,中国沿海海平面总体上升了90毫米, 其中,天津沿岸上升最快,上升幅度达196毫米;2007年,中国沿海 其中,天津沿岸上升最快,上升幅度达196毫米;2007年,中国沿海 海平面均高于常年﹡ 海平面均高于常年﹡,受气候变化影响,个别月份较常年异常偏高, 北方沿海省市多为3月和9月,南方沿海省市多为3月和11月。 北方沿海省市多为3月和9月,南方沿海省市多为3月和11月。 2007年,气候变化与海平面上升继续对我国沿海地区的社会经济和生 2007年,气候变化与海平面上升继续对我国沿海地区的社会经济和生 态环境产生不利影响,异常气候事件频繁出现在季节性高海平面和天 态环境产生不利影响,异常气候事件频繁出现在季节性高海平面和天 文大潮期,严重影响了工农业生产和人民群众的日常生活。 根据海平面预测模型的预测结果,预计未来10年,中国沿海海平面将 根据海平面预测模型的预测结果,预计未来10年,中国沿海海平面将 比2007年上升32毫米。 2007年上升32毫米。
TRIZ理论在提高海平面变化预测准确性中的应用研究
DOI :10.15913/ki.kjycx.2024.02.004TRIZ理论在提高海平面变化预测准确性中的应用研究*谢芳金,李志农(南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室,江西 南昌 330063)摘 要:海平面变化是人们一直关注的话题,时刻影响着人们的生命财产安全,因此准确预测未来海平面变化以提前做好防灾减灾工作至关重要。
而海平面变化序列因其非线性、非平稳性,以及多时间尺度变化的特性给海平面变化预测准确性带来了很大的困难,因此针对海平面变化预测准确性不高的问题,运用TRIZ (发明问题的解决理论)理论对海平面变化预测系统进行分析,通过创新思维分析、系统资源分析、系统功能分析、系统因果分析、系统裁剪、技术矛盾与发明原理、物理矛盾与分离原理和物-场模型及标准解,最终得到26种可行方案。
通过对比确定最优方案,该方案通过优化验潮站选址,使验潮站利益最大化,根据优化后的验潮站位置将海平面分割成若干个区域,使用更高精度、更耐恶劣环境的验潮仪来监测各个区域的海平面变化,通过自适应旋转同步提取调频算法对验潮仪采集的数据进行处理分析,最后利用深度学习得到未来海平面预测模型,从而实现海平面变化预测准确性的提高,避免人民生命财产安全的损失,具有显著的经济与实用效益。
关键词:TRIZ 理论;海平面变化预测;验潮站;信号处理创新方法中图分类号:P731.23 文献标志码:A 文章编号:2095-6835(2024)02-0014-05——————————————————————————*[基金项目]科技部创新方法工作专项(编号:2019IM010100);江西省高等学校教学改革研究课题(编号:JXJX-21-8-31)气候变暖大背景下,全球平均海平面呈持续上升趋势,给人类社会的生存和发展带来严重挑战,是当今国际社会普遍关注的全球性热点问题[1]。
海平面变化预测的精度不高,导致风险评估可靠性降低,给沿海地区的生命和财产安全造成巨大损害[2]。
未来中国沿海海平面上升趋势估计
[ 1 ] 张锦文. 中国沿岸海平面上升的预测模型[A ]. 海平面上升对 中国沿海主要脆弱区的影响及对策 [ C ]. 北京: 海洋出版社, 1997.
[ 2 ] 张锦文, 杜碧兰. 未来中国黄海沿岸潮差的显著增大趋势[J ]. 海洋通报, 2000, 19 (1) : 129.
[ 3 ] 卢演俦, 丁国瑜. 中国沿海地带新构造运动[A ]. 海平面上升对 中国三角洲地区的影响及对策[C ]. 北京: 科学出版社, 1994.
“由于海湾的超高率减小, 因而海湾内的水位长期上升率要 比海洋的相应量偏低”[ 4 ]。
表 2 中国沿海 5 个海域的海平面上升的预测 cm
海 域
2030 年海平面 上升的估计
低 中等 高
2050 年海平面 上升的估计
低 中等 高
辽东半岛东部沿海
12 19 31 22 37 59
辽宁西部和河北北部沿海 - 3 4 16 - 1 14 36
珠江口附近沿海
1. 2 - 0. 6 - 0. 5
广东西部~ 广西沿海 1. 6 - 0. 2
平均
2. 5 0. 7
0. 0 - 1. 8
0. 0 3. 0 0. 9 4. 7 - 1. 3 - 0. 1 - 0. 2 0. 5
4. 中国沿海不同海区海平面上升的预测
收稿日期: 2001202222 基金项目: 国家自然科学基金 (49576273) ; 国家“九五”攻关项目 (962911202206C) 作者简介: 张锦文 (19442) , 男, 天津人, 研究员, 主要从事物理海洋学研究。
[ 4 ] [ 美 ]梅达 A J , 库什曼 R M. 海平面上升与海岸过程 [M ]. 北 京: 海洋出版社, 1996.
海平面上升对中国沿海地区极值水位重现期的影响
第39卷第1期2021年1月海洋科学进展A D V A N C E S I N MA R I N E S C I E N C EV o l .39 N o .1J a n u a r y,2021研究论文海平面上升对中国沿海地区极值水位重现期的影响庄 圆,纪棋严*,左军成,李直龙,罗凤云(浙江海洋大学海洋科学与技术学院,浙江舟山316022)收稿日期:2019-07-14资助项目:国家重点研发计划项目 全球变化及应对 重点专项 海岸带和沿海地区全球变化综合风险研究(2017Y F A 0604902)作者简介:庄 圆(1993 ),男,硕士,主要从事气候变化和海平面方面研究.E -m a i l :b o o gi e 931211@o u t l o o k .c o m *通信作者:纪棋严(1986 ),男,讲师,博士,主要从事近岸海洋数值模拟与资料同化方面研究.E -m a i l :j i q i y a n @z jo u .e d u .c n (王 燕 编辑)摘 要:基于中国沿海10个验潮站资料,利用皮尔森Ⅲ型(P -Ⅲ)模型探讨了典型浓度路径(R e p r e s e n t a t i v eC o n -c e n t r a t i o nP a t h w a y,R C P )情景下21世纪海平面上升对中国沿海地区极值水位重现期的影响㊂结果表明:海平面上升将显著缩短极值水位的重现期㊂在R C P 8.5情景下极值水位的重现期缩短最为显著㊂预估到2050年,在R C P 8.5情景下,所研究的中国沿海地区潮位站的百年一遇极值水位将变为9~43a 一遇㊂到2100年,在R C P 8.5情景下,百年一遇极值水位变为1~18a 一遇㊂当前极值水位的低概率事件将在2100年变得普遍,在R C P 8.5情景下,到2100年千年一遇的几乎每两百年发生一次㊂由于极值水位的重现期会随着气候变化而缩短,未来沿海地区将会面临更严峻的风险与挑战㊂关键词:重现期;极值水位;海平面上升;中国沿海地区;气候变化;风险管理中图分类号:P 732 文献标识码:A 文章编号:1671-6647(2021)01-0020-10d o i :10.3969/j.i s s n .1671-6647.2021.01.003引用格式:Z HU A N G Y ,Z U OJC ,J IQ Y ,e t a l .E f f e c t s o f s e a -l e v e l r i s e o n t h e r e c u r r e n c e p e r i o d s o f e x t r e m ew a -t e r l e v e l s i n c o a s t a l a r e a s o fC h i n a [J ].A d v a n c e s i n M a r i n eS c i e n c e ,2021,39(1):20-29.庄圆,左军成,纪棋严,等.海平面上升对中国沿海地区极值水位重现期的影响[J ].海洋科学进展,2021,39(1):20-29.极值水位是指若干年内才有可能出现的高水位或低水位[1]㊂极值水位在海岸工程㊁海上工程㊁防洪防潮工程中有着重要的作用,是决定海洋工程能否满足安全需求的重要参考依据㊂在港口等海洋工程建设中,需对正常条件(即作业条件)和极端条件(即恶劣环境条件)下的极值水位做出估计㊂观测资料的长短不同,所采用的极值水位估计方法也不同[2-5],我国‘港口与航道水文规范“[6]指出,在拥有长期水位观测资料的情况下可采用极值分布法;在拥有数年水位观测资料时可采用同步差比法;当仅有短期水位资料时,则需先求出设计水位再加减一个由附近验潮站长期资料得出的常数从而得出校核水位㊂但是这些方法需要验潮站本身或者临近的验潮站具有完整的长期观测资料,该条件比较苛刻通常难以满足,因此很难利用这些方法估计极值水位㊂为了解决观测资料时间不够长的困难,P u g h 和V a s s i e [7]提出了用联合概率的方法计算极值水位,仅用短期实测数据便能求出极值水位,基于此,我国的方国洪等[1]对联合概率法进行改进,提出了条件分布联合概率法计算极值水位㊂但联合概率方法和条件分布联合概率方法在计算极值水位时都忽略了海平面长期变化对极值水位的影响㊂M a r c o s 和R o h m e r [8]研究表明,随着海平面上升,百年一遇的极值水位至少会缩短至50a 一遇㊂此外,研究表明,较长时间段内(比如50a 或者100a)平均水位的长期变化也会对该时间段内的极值水位有一定的贡献[9-11]㊂因此在估计50a 一遇或者100a 一遇的极值水位时应当考虑海平面的变化以及平均水位的长期变化㊂1期庄 圆,等:海平面上升对中国沿海地区极值水位重现期的影响21由温室效应产生的全球气候变暖将引起海平面上升,对沿海国家和地区居民㊁财产及生态系统的安全造成巨大的威胁㊂I P C C (I n t e r g o v e r n m e n t a l P a n e l o nC l i m a t eC h a n ge )第五次气候评估报告中用典型浓度路径(R e p r e s e n t a t i v eC o n c e n t r a t i o nP a t h w a y,R C P )来代表不同浓度的温室气体排放情景,按由低至高分别为R C P 2.6㊁R C P 4.5㊁R C P 6.0和R C P 8.5的四种情景,分别对不同情景下的海平面上升做出了预测[12-14]㊂基于我国沿海10个验潮站资料,将利用皮尔森Ⅲ型(P -Ⅲ)模型探讨不同R C P 情景下海平面上升对我国沿海地区极值水位重现期的影响,以期为我国沿海地区未来的海岸工程建设和防洪㊁防潮等海洋工程的建设提供参考,以更好地应对全球气候变化㊂1 研究区域与数据来源为了更准确地计算中国沿海的极值水位重现期的变化,本文选取了葫芦岛㊁秦皇岛㊁青岛㊁连云港㊁长涂㊁坎门㊁厦门㊁汕尾㊁北海及东方共10个验潮站的资料,各验潮站较为均匀地分布于我国渤海㊁黄海㊁东海和南海四个海区(图1),各站点数据的时间间隔均为1h ,但数据的时间范围及各验潮站所代表的潮汐类型各有不同(表1)㊂本文选取的站点具有较好的代表性,如汕尾站是南海受陆架影响较大的代表站点,东方站则是南海开阔海区的代表站点,北海站是北部湾沿岸的代表站点,厦门站则是台湾海峡的代表站点㊂此外,S a n -t a m a r i a 和V a f e i d i s [15]指出不同的潮汐类型会对极值水位产生不同的影响,因此各验潮站的潮汐类型也涵盖了规则半日潮㊁规则全日潮㊁不规则半日潮和混合全日四种类型㊂图1 中国沿海地区10个验潮站的位置F i g .1 L o c a t i o n s o f t h e 10t i d e g a u ge s t a t i o n s a l o n g th e c o a s t o fC h i n a 表1 10个验潮站数据年份与潮汐类型T a b l e 1 D a t a p e r i o da n d t i d a l t y pe of t h e 10t i d a l s t a t i o n s 海 区站 点时间范围潮汐类型渤海葫芦岛秦皇岛1960 1986年1960 1981年不规则半日潮混合全日潮黄海青岛连云港1950 1974年1975 1994年规则半日潮规则半日潮东海长涂坎门厦门1960 1981年1975 1994年1954 1994年不规则半日潮规则半日潮规则半日潮南海汕尾北海东方1975 1994年1975 1994年1975 1994年不规则全日潮规则全日潮混合全日潮采用的海平面上升数据是基于C M I P 5(C o u p l e d M o d e l I n t e r -c o m p a r i s o nP r o je c tP h a s e 5)并结合温室气体排放得到的㊂4种R C P 情景(R C P 2.6,R C P 4.5,R C P 6.0和R C P 8.5)下2050年和2100年的未来海平面上升值如表2所示[12-14]㊂22海洋科学进展39卷表2不同R C P情景下海平面的上升值[12-14]T a b l e2 S e a l e v e l r i s eu n d e r d i f f e r e n tR C Ps c e n a r i o s c m4种情景2050年2100年最低值平均值最高值最低值平均值最高值R C P2.6172432264055R C P4.5192633324763R C P6.0182532334863R C P8.52230384563822研究方法为研究不同R C P情景下海平面上升对中国沿海地区极值水位重现期的影响,首先需要得到R C P情景下的极值水位,其次再利用皮尔森Ⅲ型(P-Ⅲ)模型对极值水位重现期进行预测㊂R C P情景下的极值水位(S c e n a r i oE x t r e m eW a t e rL e v e l,S E W L)被定义为未来海平面上升(S e aL e v e lR i s e,S L R)与当前极值水位(C u r r e n tE x t r e m eW a t e rL e v e l,C E W L)的结合㊂2.1天文高潮的计算方法本文将潮汐采用调和分潮表示式:x(t)=ðf i H i c o s(ωi t+V i+u i-g i),(1)式中,t为时间,f为交点因子,i代表分潮,H和g为调和常数即振幅和迟角,ω为分潮角速度,V为分潮初相角,u为相角的交点订正㊂验潮站的实际潮位由天文潮位和非天文潮水位两部分组成,非天文潮水位主要是风暴引起风暴增水㊂本文参考方国洪等[1]提出的天文潮位与非天文潮位分离方法将实际潮位分离得到天文潮和风暴增水两部分㊂首先对验潮站的资料逐年进行调和分析求出该验潮站各年的潮汐调和常数,再利用各年的潮汐调和常数对应后报各年的天文潮位,最后将后报的天文潮组成一个长时间序列并取最大值即为天文高潮,将验潮站的实际潮位减去天文潮位即可得风暴增水的值㊂例如,葫芦岛潮位数据的时间范围为1960 1986年,该潮位由天文潮和非天文潮位组成,要得到葫芦岛1960 1986年的天文潮的做法是:先对1960年的数据进行调和分析,得到1960年的潮汐调和常数,再后报出1960年的天文潮;依次类推,分别得到1961年和1962年直到1986年的每年的天文潮,最后将每年的天文潮按时间先后排列得到1960 1986年的天文潮㊂之所以用每年分析所得潮汐调和常数后报当年潮汐,而不用多年平均潮汐调和常数后报,是因为实际上各年分析所得潮汐调和常数有一定变化,用当年分析结果后报有利于更好消除潮汐部分的影响[1]㊂2.2风暴增水累积概率分布从每个验潮站的观测时间序列数据中减去天文潮位便可得到风暴增水㊂每年的风暴增水年最大值构成一个风暴增水极值序列,利用该序列在P-Ⅲ模型的基础上拟合概率分布函数,依次得到所有观测站的风暴增水极值曲线㊂f(x)是P-Ⅲ的概率密度函数:f(x)=βαΓ(α)(x-α0)α-1e-β(x-α0),(2)式中,Γ(α)为G a mm a函数;x为风暴增水值;α,β和α0为形状㊁尺度和位置参数,α=4C2s,β=2xC v C s,1期庄 圆,等:海平面上升对中国沿海地区极值水位重现期的影响23α0=x 1-2C v C s æèçöø÷,其中,x 为风暴增水的平均值,C v 和C s 分别为分散系数和偏态系数,C v =1n -1ðni =1(x i x -1)2,C s =ðni =1(x i x -1)3(n -3)C 3v,i 为验潮站数据时间序列的长度;C s/C v 的值在每个站都是恒定的㊂极值水位发生的概率p 的计算公式为p =p (x ȡx p )=F (x )=βαΓ(α)ʏ¥x p(x -α0)α-1e-β(x -α0),(3)式中,x p 为在特定的p 下的风暴增水极值,F (x )为风暴增水的累积概率分布函数㊂2.3 C E W L 和S E W L 的累积概率分布当前极值水位(C E W L ,g p )指风暴增水极值与天文高潮相叠加的水位,计算方法为g p =x p +t ,(4)p =p (x ȡg p )=F (g )=βαΓ(α)ʏ¥g p(g -α0)α-1e-β(x -α0),(5)式中,t 为天文高潮的高度,F (g )为CE W L 的累积概率分布函数㊂气候变化和海平面上升对风暴潮的强度和发生频率都可能产生影响,但是这种影响目前很难定量化,因此在一些气候变化背景下的风暴潮相关研究中,通常假设风暴潮强度和发生频率在统计上是不变的[17-19]㊂本文采取类似的做法,我们认为在各R C P 情景下,风暴潮的强度和发生的频率是不变的,即不考虑气候变化和海平面上升对风暴潮强度和发生频率的影响㊂因此,R C P 情景下的极值水位(S E W L ,h p )可以认为是当前极值水位和不同R C P 情景海平面上升高度的线性叠加,即:h p =g p +r =x p +t +r ,(6)p =p (x ȡh p )=F (h )=βαΓ(α)ʏ¥h p(h -α0)α-1e-β(x -α0),(7)式中,r 为海平面上升的高度,F (h )为S E W L 的累积概率分布函数㊂2.4 极值水位重现期的计算方法通常来说,极值水位的重现期是沿海风险评估与国防决策的重要指标㊂计算极值水位的重现期T 公式为:T =1/p ㊂3 结 果3.1 各验潮站的天文高潮利用调和分析法对所搜集的验潮站资料进行处理,计算出本研究选取的10个验潮站的天文高潮值,如图2所示㊂结果表明:10个站的天文高潮值为94~326c m ,平均值为232c m ㊂其中厦门站的天文高潮值最大,为326c m ;秦皇岛站的天文高潮值最小,为94c m ㊂不同验潮站所处海区的地形差异是引起天文潮高度差异的重要原因㊂24 海 洋 科 学 进 展39卷图2 10个验潮站的天文高潮高度F i g .2 H i g h t i d a l h e i g h t s r e c o r d e da t t h e 10t i d e g a u ge s t a t i o n s 3.2风暴增水的累计概率分布图3 验潮站记录的风暴增水累积概率分布曲线F i g .3 C u m u l a t i v e p r o b a b i l i t y di s t r i b u t i o n c u r v e s f o r t h e s t o r m s u r g e s r e c o r d e da t t h e 10t i d e g a u ge s t a t i o n s 将长期观测记录的水位数据减去调和分析得到的天文潮数据后得到的风暴增水数据拟合到P -Ⅲ模型,可得风暴增水的累计概率分布曲线,如图3所示㊂由图3可知,当p =0.01%时,连云港站的风暴增水极值最大,为313c m ;坎门站次之,为295c m ;东方站最小,为192c m ㊂当p =99.9%时,连云港站的风暴增水极值最大,为90c m ;厦门站次之,为79c m ;东方站最小,为41c m ㊂这表明本研究中使用的站点之间的累积概率分布曲线存在明显差异㊂利用图3的数据,我们可以求得极端风暴增水的重现期,如表3所示㊂K a t h e r i n e 等[20]指出,沿海水位是由确定性(如天文潮)和随机性过程(如波浪㊁风暴潮和海平面异常)共同驱动产生的㊂每个过程对水位的贡献取决于气候和地质的区域差异,以及海滩形态㊁海岸方向和大陆架水深的局部尺度变化㊂中国沿海海岸线较长,所研究的10个验潮站的地理环境有差异,受到不同的水文与气象环境因素影响,故各个验潮站的风暴增水极值不同㊂由表3可以看出,当风暴增水极值重现期为100a 时,本研究中的风暴增水116~202c m ,其中连云港站百年一遇的风暴增水极值最大,为202c m ;东方站的最小,为98c m ㊂1期庄 圆,等:海平面上升对中国沿海地区极值水位重现期的影响25表3 代表性重现期的风暴增水极值T a b l e 3 S t o r ms u r g e e x t r e m e v a l u e s c o r r e s p o n d i n g t o r e pr e s e n t a t i v e r e c u r r e n c e p e r i o d s c m站 点1000a 100a 30a 20a 10a 葫芦岛237183158146129秦皇岛227172147134118青岛176142125118107连云港257202176164147长涂198153132121108坎门237178150137119厦门230181157146131汕尾17113511710998北海209160137126112东方2551169889783.3 研究站位的C E W L 和S E W L累积概率分布图4 10个潮汐站的C E W L 累积概率分布曲线F i g .4 C u m u l a t i v e p r o b a b i l i t y di s t r i b u t i o n c u r v e s f o r t h eC E W L s a t t h e 10t i d e g a u ge s t a t i o n s 将每个验潮站的风暴增水的最大值分别与其天文高潮相结合,叠加的高度数据拟合到P -Ⅲ模型,可以得到当前极值水位的累计概率分布曲线,如图4所示㊂由图4可知,所有验潮站的当前极值水位累计概率分布曲线和风暴增水累计概率分布曲线相比均增加㊂当p =0.01%时,坎门站的当前极值水位的极值最大,为626c m ;厦门站次之,为625c m ;汕尾站最小,为324c m ㊂当p =99.9%时,厦门站的当前极值水位的极值最大,为425c m ;坎门站次之,为383c m ;秦皇岛站最小,为160c m ㊂将不同R C P 情景下的海平面上升高度值叠加到当前极值水位,叠加的高度数据拟合到P -Ⅲ模型,可得到不同R C P 情景下极值水位发生的概率㊂以汕尾站和坎门站为例,分析2个站在4个R C P 情景下(每个R C P 中最低值㊁平均值和最高值三个级别)2050年和2100年极值水位发生的概率以说明海平面上升对极值水位的影响,结果如图5所示㊂为了体现海平面上升对极值水位重现期的影响,当前极值水位累计频率概率曲线也包括在图5中㊂由图5可知:海平面上升导致相同概率下R C P 情景下的极值水位显著高于当前极值水位;4种R C P 情景相比,相同概率下R C P 8.5的极值水位最高,R C P 4.5和R C P 6.0次之,R C P 2.6情景下的极值水位最低;相同概率下2100年的R C P 情景下极值水位显著高于2050年的R C P 情景下极值水位㊂利用单一的R C P 情景下极值水位发生的概率可以估算出其极值水位与其相应的重现期㊂以汕尾站为例:R C P 4.5情景下,2050年的极值水位为210~350c m ,到2100年极值水位增加为240~390c m ㊂同样,在R C P 8.5情景下,2050年的极值水位为220~360c m ,2100年极值水位增加到240~410c m ㊂26海洋科学进展39卷图54个R C P情景下的坎门站和汕尾站的S E W L频率曲线F i g.5 S E W L s f o r S h a n w e i a n dK a n m e nS t a t i o n su n d e r t h e f o u rR C Ps c e n a r i o s1期庄圆,等:海平面上升对中国沿海地区极值水位重现期的影响27 3.4海平面变化下重现期的变化不同程度的海平面上升对极值水位的重现期影响也不一样㊂本文计算了从当前极值水位到R C P情景下极值水位重现期的变化,并且对比了相同极值水位下当前极值水位重现期与R C P情景下极值水位的变化,如表4所示㊂由表4可以看出,随着海平面的上升,R C P情景下极值水位的重现期相比于当前极值水位重现期会显著缩短,2100年的下降趋势比2050年更为显著㊂在R C P8.5(高水平)情景下,当前极值水位重现期为50a的水位在2050年将变为8a一次,到2100年将会变为1a一次㊂同样,当前极值水位重现期为100a的水位在2050年将变为17a一次,到2100年将会变为2a一次㊂对于当前极值水位重现期为1000a 的水位在2050年将变为172a一次,到2100年将会变为25a一次㊂此外,其他R C P情景下的不同3个级别的重现期变化也将显著缩短,这意味着随着海平面的上升,重现期较长的极值水位将更加频繁地发生㊂表4S E W L的平均重现期T a b l e4 A v e r a g e d r e c u r r e n c e p e r i o d s o f t h eS E W L s a年份C E W L重现期/aR C P2.6R C P4.5R C P6.0R C P8.5最低值平均值最高值最低值平均值最高值最低值平均值最高值最低值平均值最高值2050年1000466328224399298217428312224361250172 50022316311219914810821415511218012586 200896544795943856244725034 100443222402921423122362517 50221611201511211511181282100年10002931598122411556219110561265625 500146794011257281095528632812 20058311644231143221125115 1002916822115221151252 501584116311536314结论将未来的海平面上升高度与当前极值水位相结合,通过P-Ⅲ模型重新计算极值水位,并计算其重现期,将当前极值水位的重现期与R C P情景下极值水位的重现期进行对比,分析海平面上升对极值水位重现期的影响㊂以中国沿海为例,研究结果表明:由于气候变化引起的海平面上升,极端水位的重现期明显缩短;具体来说,当前极值水位和R C P情景下极值水位在不同时间尺度的R C P情景和每个R C P情景中的水位之间的变化表明了海平面上升对极值水位的变化有显著的影响㊂重现期在R C P8.5情景下缩短最为显著;例如,对R C P8.5下的高水平的预测,即使是目前概率很低的当前极值水位千年一遇事件,在R C P8.5(高水平)情景下2050年将会变成172a一遇;这表明由海平面上升导致的极值水位重现期的显著缩短将会使沿海地区的风险将显著增加㊂本文计算极值水位的方法仍有一些可以改进的地方,在计算R C P情景下极值水位时使用的海平面上升数据为全球海平面上升高度数据,由于海平面上升的全球分布在空间上是不均匀的,在研究特定区域的极值水位重现期受海平面上升的影响时,使用特定海域的海平面上升数据能够得到更为精确的结果㊂28海洋科学进展39卷参考文献(R e f e r e n c e s):[1] F A N G G H,WA N GJ,J I ASD,e t a l.A m e t h o d f o r e s t i m a t i n g e x t r e m e s e a l e v e l s b a s e d o n t i d e-s u r g e j o i n t p r o b a b i l i t y i n o c e a n e n g i n e e r-i n g[J].S t u d i aM a r i n aS i n i c a,1993:4-33.方国洪,王骥,贾绍德,等.海洋工程中极值水位估计的一种条件分布联合概率方法[J].海洋科学集刊,1993:4-33.[2] Y U YF,Y U Y X.T h ee f f e c to f l o n g-t e r ms e a-l e v e l v a r i a t i o no nc a l c u l a t i n g t h ee x t r e m ew a t e r l e v e l so fm u l t i y e a r r e t u r n p e r i o d s[J].H a i y a n g X u e b a o,2003(3):1-7.于宜法,俞聿修.海平面长期变化对推算多年一遇极值水位的影响[J].海洋学报,2003(3):1-7.[3] Y U YF,L I UL,L I L.T h e i n f l u e n c e o fm o n t h l y m e a n-s e a-l e v e l v a r i a t i o no n d e s i g nw a t e r l e v e l:r e c o mm e n d i n g a k i n d o fm e t h o d f o r c a l-c u l a t i n gde s i g nw a t e r l e v e l[J].P e r i o d i c a l o fO c e a nU n i v e r s i t y of C h i n a,2013,43(9):5-15.于宜法,刘兰,李磊.月平均海平面变化对设计水位的影响 推荐一种计算设计水位的方法[J].中国海洋大学学报(自然科学版),2013,43(9):5-15.[4] Y U YF,L I U L,G U O M K,e t a l.I n f l u e n c e o f t h em e a n-s e a-l e v e l v a r i a t i o n a n dh a r m o n i c s i n s t a b i l i t y o n s o m e d e s i g n p a r a m i t e r s o f e n g i-n e e r i n g[J].P e r i o d i c a l o fO c e a nU n i v e r s i t y o fC h i n a,2010,40(6):27-35.于宜法,刘兰,郭明克,等.海平面变化和调和常数不稳定性对一些工程设计参数的影响[J].中国海洋大学学报(自然科学版),2010,40(6):27-35.[5] Z U OJC,Y U YF,B A OX W,e t a l.E f f e c t o f s e a l e v e l v a r i a t i o n o n c a l c u l a t i o n o f d e s i g nw a t e r l e v e l[J].C h i n aO c e a nE n g i n e e r i n g,2001,15(3):383-394.[6] W a t e rT r a n s p o r t a t i o nB u r e a u,M i n i s t r y o f T r a n s p o r t o f t h e P e o p l e sR e p u b l i c o f C h i n a.C o d e o f h y d r o l o g y f o r h a r b o u r a n dw a t e r w a y:J T S145 2015[S].B e i j i n g:C h i n aC o mm u n i c a t i o n sP r e s s,2015.交通运输部水运局.港口与航道水文规范:J T S145 2015[S].北京:人民交通出版社,2015.[7] P U G H DT,V A S S I E JM.E x t r e m e s e a l e v e l s f r o mt i d e a n d s u r g e p r o b a b i l i t y[C]ʊ16t h I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o nC o a s t a l E n g i n e e r i n g.H a m b u r g,N e w Y o r k,U S A,1978,1:911-930.[8] MA R C O S M,R O HM E RJ,V O U S D O U K A SM,e t a l.I n c r e a s e d e x t r e m e c o a s t a l w a t e r l e v e l s d u e t o t h e c o m b i n e d a c t i o n o f s t o r ms u r g e sa n dw i n dw a v e s[J].G e o p h y s i c a lR e s e a r c hL e t t e r s,2019,46(8):4356-4364.[9] K A R I M MF,M I MU R AN.I m p a c t s o f c l i m a t e c h a n g e a n d s e a-l e v e l r i s e o n c y c l o n i c s t o r ms u r g e f l o o d s i nB a n g l a d e s h[J].G l o b a l E n v i r o n-m e n t a l C h a n g e,2008,18(3):1-500.[10] P I R A Z Z O L I PA,T OMA S I NA.E s t i m a t i o n o f r e t u r n p e r i o d s f o r e x t r e m e s e a l e v e l s:a s i m p l i f i e d e m p i r i c a l c o r r e c t i o n o f t h e j o i n t p r o b a-b i l i t i e sm e t h o dw i t he x a m p l e s f r o mt h eF r e nc hA t l a n t i c c o a s t a nd t h re e p o r t s i n t h e s o u t h w e s t of t h eU K[J].O c e a nD y n a m i c s,2007,57(2):91-107.[11] M E NÉN D E Z,M E L I S A,WO O DWO R T H PL.C h a n g e s i ne x t r e m eh i g hw a t e r l e v e l sb a s e do na q u a s i-g l o b a l t i d e-g a u g ed a t as e t[J].J o u r n a l o fG e o p h y s i c a lR e s e a r c h,2010,115(C10):C10011-1-C10011-15.D O I:10.1029/2009J C005997.[12] C U B A S C H U,WU E B B L E SD,C H E N D,e t a l.C l i m a t e c h a n g e2013:t h e p h y s i c a l s c i e n c e b a s i s.c o n t r i b u t i o no fW o r k i n g G r o u pⅠt ot h e f i f t ha s s e s s m e n t r e p o r t o f t h e I n t e r g o v e r n m e n t a l p a n e l o n c l i m a t e c h a n g e[J].C o m p u t a t i o n a lG e o m e t r y,2013,18(2):95-123.[13] A L L E NSK,P L A T T N E RGK,N A U E L SA,e t a l.C l i m a t e c h a n g e2013:t h e p h y s i c a l s c i e n c e b a s i s.a no v e r v i e wo f t h ew o r k i n g g r o u p1c o n t r i b u t i o n t o t h e f i f t ha s s e s s m e n t r e p o r t o f t h e I n t e r g o v e r n m e n t a l P a n e l o nC l i m a t eC h a n g e(I P C C)[J].C o m p u t a t i o n a lG e o m e t r y, 2007,18(2):95-123.[14] Q I ND H,T HOMA SS,259A U T HO R S,e t a l.H i g h l i g h t s o f t h e I P C Cw o r k i n g g r o u p I f i f t h a s s e s s m e n t r e p o r t[J].P r o g r e s s u s I n q u i s i-t i o n e s d eM u t a t i o n eC l i m a t i s,2014,10(1):1-6.秦大河,S t o c k e rT h o m a s,259名作者,等.I P C C第五次评估报告第一工作组报告的亮点结论[J].气候变化研究进展,2014,10(1):1-6.[15]S A N T A N A R U A AS,V A F E I D I SA T.A r e e x t r e m e s k e ws u r g e s i n d e p e n d e n t o f h i g hw a t e r l e v e l s i n am i x e d s e m i d i u r n a l t i d a l r e g i m e?[J].J o u r n a l o fG e o p h y s i c a lR e s e a r c h:O c e a n s,2018,123(12):8877-8886.[16] WUS,F E N G A,G A OJ,e t a l.S h o r t e n i n g t h e r e c u r r e n c e p e r i o d so f e x t r e m ew a t e r l e v e l su n d e r f u t u r es e a-l e v e l r i s e[J].S t o c h a s t i cE n v i r o n m e n t a lR e s e a r c ha n dR i s kA s s e s s m e n t,2017,31(10):2573-2584.[17] D A N I E LAS,S U Z A N AJ C,A D AM HS,e t a l.C h a r a c t e r i s t i c s o f t r o p i c a l c y c l o n e s i nh i g h-r e s o l u t i o nm o d e l s i n t h e p r e s e n t c l i m a t e[J].J o u r n a l o fA d v a n c e s i n M o d e l i n g E a r t hS y s t e m s,2014,6(4):1154-1172.[18] K O P PRE,HO R T O N R M,L I T T L EC M,e t a l.P r o b a b i l i s t i c21s t a n d22n d c e n t u r y s e a-l e v e l p r o j e c t i o n s a t a g l o b a l n e t w o r ko f t i d e-g a u g e s i t e s[J].E a r t h sF u t u r e,2014,2(8):383-406.[19] L I T T L EC M,H O R T O N R M,K O P PRE,e t a l.J o i n t p r o j e c t i o n so fU SE a s tC o a s t s e a l e v e l a n ds t o r ms u r g e[J].N a t u r eC l i m a t eC h a n g e,2015,5(12):1114-1120.[20] K A T H E R I N E AS,P E T E RR,P A T R I C K L,e t a l.T h e i n f l u e n c eo f s h e l f b a t h y m e t r y a n db e a c ht o p o g r a p h y o ne x t r e m e t o t a lw a t e r1期庄圆,等:海平面上升对中国沿海地区极值水位重现期的影响29 l e v e l s:L i n k i n g l a r g e-s c a l e c h a n g e s o f t h ew a v e c l i m a t e t o l o c a l c o a s t a l h a z a r d s[J].C o a s t a l E n g i n e e r i n g,2019,150:1-17.E f f e c t s o f S e a-L e v e lR i s e o n t h eR e c u r r e n c eP e r i o d s o fE x t r e m eW a t e rL e v e l s i nC o a s t a lA r e a s o fC h i n aZ HU A N G Y u a n,J IQ i-y a n,Z U OJ u n-c h e n g,L I Z h i-l o n g,L U OF e n g-y u n(M a r i n eS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y C o l l e g e,Z h e j i a n g O c e a nU n i v e r s i t y,Z h o u s h a n316022,C h i n a)A b s t r a c t:B a s e do n t h e d a t a o f10t i d e-g a u g e s t a t i o n s a l o n g t h e c o a s t s o fC h i n a,t h e e f f e c t s o f s e a-l e v e l r i s e o n t h e r e c u r r e n c e o f e x t r e m ew a t e r l e v e l o f C h i n a s c o a s t a l a r e a s i n t h e21s t c e n t u r y u n d e r t h eR e p r e s e n t a-t i v eC o n c e n t r a t i o nP a t h w a y(R C P)s c e n a r i ow e r e e x p l o r e dw i t h t h eP e a r s o nⅢ(P-Ⅲ)m o d e l.T h e r e s u l t s s h o wt h a t s e a l e v e l r i s em a y s i g n i f i c a n t l y s h o r t e n t h e r e c u r r e n c e o f e x t r e m ew a t e r l e v e l.U n d e r t h eR C P8.5 s c e n a r i o,t h e r e c u r r e n c e o f e x t r e m ew a t e r l e v e l w a s s h o r t e n e dm o s t s i g n i f i c a n t l y.T h e o n c e-i n-a-c e n t u r y e x-t r e m ew a t e r l e v e l a t t h e10t i d e s t a t i o n s a r ee s t i m a t e d t oc h a n g e t or e c u r r e n c e p e r i o d so f9-43y e a r sb y 2050a n d1-18y e a r sb y2100.I n g e n e r a l l y,t h e c u r r e n t l o w p r o b a b i l i t y e v e n t so f e x t r e m ew a t e r l e v e l i s e x p e c t e d t ob ec o mm o nb y2100.U n d e r t h eR C P8.5s c e n a r i o,t h e1000-y e a rr e c u r r e n c e p e r i o d w i l lb e s h o r t e n e d t o a l m o s t200y e a r s b y2100.K e y w o r d s:r e c u r r e n c e p e r i o d;e x t r e m e w a t e rl e v e l;s e al e v e lr i s e;c o a s to f C h i n a;c l i m a t ec h a n g e; r i s km a n a g e m e n tR e c e i v e d:J u l y14,2019。
上海地区海平面上升趋势的预测和研究
X 上海市科学技术发展基金资助项目,933912046(Supported by the Sh ang hai M unicipal Science and TechnologyFound ation under the aus pices of project contract No.933912046)。
¹ 谢凯跃等.上海地面沉降预测及对策研究.上海市岩土地质研究院,1994.º 黄铖,郑大伟,钱志瀚.上海邻近海域海平面变面规律和预测研究.中国科学院上海天文台,1996. 来稿日期:1996-10;收到修改稿日期:1997-03。
上海地区海平面上升趋势的预测和研究X李永平 秦曾灏 端义宏(上海台风研究所,上海 200030) 提 要 本文依据上海地区7个验潮站的实测潮位资料,揭示了过去近一个世纪来上海地区海平面上升趋势的历史演变规律,确认了近30年来海平面加速上升的势态,并利用时间序列分析方法建立海平面变化预测模型,由此对上海地区未来50多年的海平面变化趋势作了预测,对预测值的合理性和可靠性作了详尽的评估。
结合上海地区未来地面沉降和地壳沉降的预测值,给出了上海地区未来50多年相对海平面上升的预测值,与1990年相比,吴淞口至2010年上升19cm,到2030年上升35cm ,到2050年上升52cm 。
关键词 绝对海平面 相对海平面 时间序列分析 长期预测 上海海平面1 引言沿海地区城市相对集中,人口密集,地势低洼,地面沉降严重,海平面上升会给沿海地区经济发展及人民生活环境带来广泛而深远的影响,例如加剧风暴潮灾害,增加城市排涝困难,盐水入侵,水资源和水环境遭到破坏,防汛工程功能降低等。
因此,研究海平面上升的演变规律,预测其未来的变化趋势,对寻找相应的防范措施,避免或减缓灾害无疑是一个十分重要的课题。
我国系统地研究海平面才有10多年的历史,除了少数学者[1]曾对全球海平面变化作过研究外,国内学者较多研究我国近海或沿海海平面的历史演变[2~6],对未来我国沿海海平面上升的预测研究为数不多,且预测时效一般不超过5年[7~9],直到近二、三年,个别学者才把预测时效延长到30年至50年[10][11],方法均使用了相对简单的线性模型。
中国近海海平面上升研究进展及对策
均线 性增 暖速率 为 0 1 ℃/ 0 , 乎是 近 1 0年平均 上 升率 的 2倍 , .3 1a几 0 而最 近 的 1 2年 中( 9 5 2 0 ) 1 19 - 0 6 有 1年 位列 1 5 8 0年 以来 最 暖的 1 2个年 份 之 中 , 全球 变 暖 已是不 争 的事 实 ¨ . 近百 年 的研 究表 明 , 候 变 化 引起 气 气
水 利 水 运 工 程 学 报
21 0 0年 1 2月
面广 、 间序列 更加 连续 规范 、 时 经济 快捷 .但 是 卫 星测 高 计 资料 是从 1 9 9 2年 开始 的 , 间 序列 太 短 , 时 对海 平
面变 化 中的长 周期影 响 因素无 法排 除.
温升高 的直 接结 果就 是海 平 面上升 , 已成 为倍 受社 会关 注 的 问题 . 这 我 国沿 海地 区人 口相 对集 中 、 经济 比较 发达 , 国家 政 治 、 济 、 化 和 社 会发 展 的重 要 战 略 区域 , 该 是 经 文 但 地 区地 势低 平 , 海拔 一般 只有 2~ n, 容易 遭受 海平 面 上升 的影 响 . 5i 最 海 平 面上升 分为 绝对 海平 面上 升 和相对 海 平面 上升 两 个方 面 . 对 海平 面上 升 是指 理 论 上 的全 球 平 均 绝
1 1 数 据 来 源 .
研究 近代 短尺度 上 海平 面变 化 的数据 资料 主要 可分 为两 种 : 验潮 站 数据 资料 和卫 星高 度计 数据 资料 . 验 潮站数 据是 以 固定在 陆地 上 的水 准点 为基 准测量 得 到 的海 面 高度 , 由于 这 些水 准 点 随地 壳 运 动会 有垂 直 升 降, 因此分 析验 潮站 资料 得到 的海 平面 为相 对海 平 面 . 潮站 资料 时 间序 列 比较 长 , 的超 过 2 0年 , 验 验 有 0 但 潮 站全 球分 布很 不均匀 , 长 时间 序列 资料 的验 潮站 大 多集 中在北 半球 . 星 高度计 数据 资 料是 利用 卫星 高 有 卫
中国近海海平面变化半经验预测方法研究
中国近海海平面变化半经验预测方法研究李响;张建立;高志刚【摘要】As using the numerical model to predict the future sea-level changes has a huge uncertainty, and the statistical forecasting methods usually do not take into account relevant physical processes, Rahmstorf developed a semi-empirical method of predicting global sea level, which established the relationship between global surface air temperature and mean sea level. This article applied Rahmstorf model to establish the sea level change prediction method of China under the climate warming. The predicted results show that the 21st century sea level of China will rise by 28-64 cm, slightly higher than the global average.%由于用数值模式预测未来海平面变化存在很大的不确定性,而统计预测方法又通常不考虑相关物理过程,为此Rahmstorf通过建立海平面变化与全球气温变化的相关模型,提出了一个可行的半经验方法预测全球海平面.本文将Rahmstoff模型应用于中国近海,初步建立了一个在气候变暖背景下中国近海海平面长期变化的预测方法,预测结果表明到21世纪末中国近海海平面将比20世纪末上升28~64 cm,略高于全球平均水半.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2011(030)005【总页数】4页(P540-543)【关键词】海平面;长期变化;半经验预测;中国近海【作者】李响;张建立;高志刚【作者单位】国家海洋信息中心,天津300171;国家海洋信息中心,天津300171;国家海洋信息中心,天津300171【正文语种】中文【中图分类】P732.6海平面上升是缓发性灾害,已经成为人类的主要威胁之一[1]。
海平面上升及其原因分析
海洋通报第28 卷第 4 期2009 年08 月V ol. 28,No. 4Aug., 2009MARINE SCIENCE BULLETIN海平面上升模拟及其在数字海洋中的实现曲辉1,崔晓健1,董文2,李四海1( 1 国家海洋信息中心,天津300171;2 中国科学院遥感应用研究所,北京100101 )摘要:围绕海平面上升模拟中需解决的水面演进范围判定、进水量计算、水面对象时空数据组织以及水面运动时间动画构建等问题进行了探讨,提出了基于溃堤进水量和改进的有源淹没算法实现的水面演进范围模拟方法,并介绍了如何应用SkyLine 软件实现水面上升模拟及其在“数字海洋”中的集成应用。
关键词:海平面上升;数字海洋;GIS中图分类号:P731 文献标识码:A 文章编号:1001-6932(2009)04-0147-0007海平面上升是目前全球最大的潜在自然灾害。
海平面上升引起的灾害效应主要表现在风暴潮灾害频繁、海岸侵蚀、潮滩盐沼损失、涵闸破坏、洪涝灾害加剧和海堤工程受损等等,严重威胁着沿海地区的社会稳定和经济发展[1-3]。
《2008 年中国海平面公报》[4]指出:近30 年来,中国沿海海平面总体呈波动上升趋势,高于全球海平面平均上升速率。
2008 年中国沿海海平面为近十年最高,比常年和2007 年分别高60 mm 和14 mm。
长江三角洲、珠江三角洲、黄河三角洲和天津沿岸是海平面上升的主要影响区域,而这些地区是我国社会经济发展的热点地区。
海平面上升的灾害效应引起了世界各国政府和科学界的广泛关注,取得了不少有价值的研究成果。
这些成果主要集中在:通过验潮站观测、卫星高程监测、气候模式预报等方式力图准确预测海平面相对上升量[5];以GIS 为工具通过与高精度地形数据进行叠加分析估算海平面上升影响范围;海平面上升引起的区域灾害效应分析[6,7]等等。
这些研究大多以定性或定量的方式估算海平面上升数值及其潜在的危害,其结果一般以文字描述或图表的形式表达,难以给人以生动直观的印象。
海平面上升研究报告
海平面上升研究报告一:问题的提出现在海平面上涨,导致许多的沿海陆地、小型岛屿被淹没;许多野生动物因生存环境被淹没而死亡;也有许多沿海城市、岛屿国家即将遭受洪水、台风,例如:日本、荷兰、英国、纽约·····。
人们正在对此进行研究,并说出了海平面上涨的危险性。
科学家也在想办法让海平面停止上涨。
二:问题的主要原因原因可能有二:一是全球气候变暖导致。
地球在地史时期共发生了很多次的冰期,冰期过后的冰川融化致使海平面升高。
二是全球性的大规模构造运动的影响。
可引发大规模的海侵或海退。
当前海平面上升的原因有人认为是因为人类乱排放二氧化碳等温室气体,造成温室效应。
使得年平均气温不断上升,两级冰川融化引起海平面上升。
(环保主义者多持)但有不少学者认为地球仍处于一个冰期-间冰期的半旋回,气温上升是不可避免的。
例如恐龙生活的侏罗纪全球气温要比现在高很多。
三:调查资料海平面上升的直接影响有以下几个方面:(1)低地被淹:英国加高堤坝应对气候变暖全球变暖使海平面升高,暴风雨频率增加,这使英国人不得政治面目加高防洪堤坝。
据英国官方近日公布的统计数据,在过去的20年中,由于泰晤士河的水位随全球变暖而升高,当地政府机构不得不先后88次加高防洪堤坝,以保障伦敦人的生命财产安全。
,据悉,人们现在平均每年4次加高其堤坝。
据估计,在2030年以前,其加高堤坝的频率会达到每年30次。
钟和中国环境报2004-10-19(2) 海岸被冲蚀(3) 地表水和地下水盐分增加,影响城市供水。
(4)地下水位升高。
(5) 旅游业受到危害(海平面上升50米,大连、秦皇岛、青岛、北海、三亚滨海旅游区向后31-366料,沙滩损失24%,北戴河沙滩损失60%。
2002年中国国土资源公报报道,沿海旅游业已成为第一大产业,其产值为2503亿元,占海洋产业总产值的34.6%。
(6)影响沿海和岛国居民的生活(占世界1/3的人口),使之受到威胁。
有关海平面变化研究几个重要问题的探讨
有关海平面变化研究几个重要问题的探讨
杨建明;赵希涛
【期刊名称】《海洋通报》
【年(卷),期】1989(000)001
【摘要】海平面变化研究曾出现过许多具有争论性的重要问题。
其中,全球性海平面变化曲线问题,绝对海平面变化曲线的形状问题,全新世高海平面问题,以及未来海平面变化趋势的预测问题,长期以来一直迷惑着许多研究者。
七十年代以来,随着海平面理论的更新,有关的争论已经取得了很大进展。
本文主要通过广泛地综合前人的研究,逐一对这几个问题的产生,争论的焦点,以及当前的研究动向,作一些理论上的分析探讨。
【总页数】8页(P101-107,88)
【作者】杨建明;赵希涛
【作者单位】福建师范大学地理研究所;中国科学院地质研究所;福州;北京
【正文语种】中文
【中图分类】P7
【相关文献】
1.莆田市木兰溪下游防洪工程可行性研究中几个重要问题的探讨 [J], 林宏
2.有关玉门、玉门关研究中几个重要问题的再探讨 [J], 李并成
3.关于徽州目连戏保护与研究中几个重要问题的探讨 [J], 张孝进
4.海平面变化定量研究的探讨 [J], 章雨旭;王成述
5.行政法理论研究中的一个重要问题——关于《社会团体登记管理条例》中几个问题的探讨 [J], 王先勇
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
南海周边中全新世以来的海平面变化研究进展
2007年10月第27卷第5期海洋地质与第四纪地质MARINEGEOLOGY&QUATERNARYGEOLOGYV01.27.No.50ct..2007南海周边中全新世以来的海平面变化研究进展时小军1’2,余克服1,陈特固1(1中国科学院边缘海地质重点实验室,中国科学院南海海洋研究所,广州510301,2中国科学院研究生院.北京100049)摘要:综述了近几十年来前人有关中全新世以来南海海平面变化研究的主要成果,着重振计了研究中出现的争议和热点问题,结果表明,南海中奎新世确实存在高海平面,海平面最高有2~3m,出现在7.O~5.5kaBP;而此后的海平面变化呈振荡模式.波动降低到目前海平面的住置,且与温度波动有一定的同步性,揭示了它们之间的紧密联系。
而由卫星观测结果统计出的最近十几年以来南海海平面的上升速率迭3.9mm/a,略高于同期全球平均值;由验潮站统计出的南海海平面上升率为2,4mm/a,同样略高于相应的全球平均值。
最后还指出了研究过程中存在的主要问题与不足,井初步总结出一些改进措施:①使用高精度的定年技术,减少年龄误差;②在构造相时稳定的海岸段研究古海平面变化f③尽量采用高精度的标志物.如微环碾、管彤虫壳等。
关键词:斋海平面l振荡模式;中晚全新世;南海中国分类号:P736.2文献标识码:A文章编号:0256-1492【2007)05—012l一12海平面变化是世界沿海各国(特别是岛国)政府、科学家以及普通民众都关心的焦点问题。
全世界约有半数以上的居民生活在距海不到60千米的沿海地区,我国有41%的人口和60%以上的财富分布在沿海地区[1],海平面上升将对包括中国在内的全球经济社会安全构成严重威胁。
南海海平面上升对华南沿岸,特别是经济较发达的珠江三角洲地区,威胁尤其巨大。
虽然已经意识到这种危机的存在,但是人类至今还未完全了解到全球海平面变化的规律和机制,很难准确预测未来海平面的变化趋势。
通过对全新世历史时期海平面变化的研究,将有助于提高我们对海平面变化规律的认识。
福建沿海年平均海平面年际、年代际变化特征及预测
福建沿海年平均海平面年际、年代际变化特征及预测林选跃;张世民;陈德文;袁方超【摘要】利用福建沿海4个验潮站实测潮位资料,在分析实测资料变化趋势的基础上,采用谱分析的方法分析年平均海平面的变化趋势,得到了4个站年平均海平面变化模型,并对未来50年福建沿海的海平面上升趋势进行预测.【期刊名称】《海洋预报》【年(卷),期】2014(031)005【总页数】6页(P63-68)【关键词】海平面;上升趋势;预测【作者】林选跃;张世民;陈德文;袁方超【作者单位】中国海洋大学海洋环境学院,山东青岛266100;国家海洋局厦门海洋预报台,福建厦门361008;国家海洋局厦门海洋预报台,福建厦门361008;国家海洋局厦门海洋预报台,福建厦门361008;国家海洋局厦门海洋预报台,福建厦门361008【正文语种】中文【中图分类】P731.23福建省地处中国东南沿海,东面濒临台湾海峡,南面近临南海,拥有200 m等深线内海域面积13.6×104km2,比全省陆地面积大12%左右。
海岸线蜿蜒漫长,总长3324 km,居全国第二,沿海地区地势低平,生产要素集中,经济发达,受气候变化和海平面上升累积效应等多种因素的影响,福建的部分沿海地区海岸侵蚀、海水入侵与土壤盐渍化等灾害影响越发明显,较高的海平面加剧了沿海地区风暴潮的影响,给当地人民的生产生活和经济社会发展造成了一定的危害,防洪(潮)、排涝、减灾的任务十分艰巨,海平面的上升将进一步影响到这些地区的安全和经济发展。
虽然海平面上升是一个相对缓慢的过程,但长期积累的结果足以对沿海经济发展、城市安危和人民生活环境带来多方面的不利影响,这种影响比任何一种自然灾害都要广泛和深入。
因此研究和预测福建沿海海平面变化趋势,对在今后福建沿海地区经济和社会的持续发展中采取有针对性的防御措施,具有十分重要的意义。
福建沿岸验潮站测量到的平均海平面的升降除了受天文因素影响之外,还有气象因素的影响,包括全球性的气候、东亚的气候的影响,还与太平洋的海面变化、气象环流,沿岸垂向运动,太平洋东部El Nin˜o现象息息相关。
太平洋及中国沿海的海平面变化
太平洋及中国沿海的海平面变化虞南华;郑大伟【期刊名称】《中国科学院上海天文台年刊》【年(卷),期】1996(000)017【摘要】本文利用PSMSL(平均海平面服务局)提供的太平洋和中国沿海的海平面资料,分析了太平洋各纬度带以及中国沿海的海平面变化规律。
主要结果有:在太平洋的中纬度区(20°S-40°S,20°N-40°N),北太平洋的平面上升速率比南太平洋的快,其中,东北太平洋(20°N-40°N,180°E-80°W)自1960年以来的海平面上升速率已达2.3mm/yr;在赤道区(10°S-10°N),西太平洋的上升速率接近2mm/yr,高于东太平洋的上升速率;在高纬度区(40°S-70°S,40°N-70°N),西北和西南太平洋的平面都呈现明显的上升趋势,其速率分别为1.5mm/yr和2.5mm/yr,这证实了南极洲冰盖的消融对平面变化的影响要比格陵兰岛的强烈;对中国沿海十二个验潮站海现磁资料的分析表明,自1960年以来,中国沿海海平面正以约2.0mm/yr的速率上升,上海附近的东海海域上升速率近达3.0mm/yr。
【总页数】10页(P26-35)【作者】虞南华;郑大伟【作者单位】中国科学院上海天文台,上海200030;中国科学院上海天文台,上海200030【正文语种】中文【中图分类】P731.23【相关文献】1.热带太平洋海面风的年际变化对海平面变化的影响 [J], 李艳芳;左军成;李娟;陈美香2.由海平面变化推求中国沿海地区地壳垂直运动 [J], 赵明才;马继瑞;韩桂军;王惠3.中国沿海近31年冬季海平面变化特征 [J], 王慧;范文静;张建立;牟林4.中国沿海增减水的变化特征及与海平面变化的关系 [J], 王慧;刘克修;范文静;张增建;徐姗姗;刘首华5.热带太平洋海平面高度年变化与季节内变化特征 [J], 胡瑞金;刘秦玉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
中国的海平面研究
中国的海平面研究
郑文振;于继业
【期刊名称】《海洋通报》
【年(卷),期】1992(011)002
【摘要】详细介绍了中国的验潮站及海平面资料,回顾了80年代以来我国的海平面研究工作,并对今后的研究工作做了展望。
【总页数】5页(P68-72)
【作者】郑文振;于继业
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】P731.23
【相关文献】
1.海平面上升导致渤、黄、东海潮波变化的数值研究Ⅱ——海平面上升后渤、黄、东海潮波的数值模拟 [J], 于宜法;刘兰;郭明克
2.海平面上升趋势数据的诊断及中国沿海海平面的上升趋势 [J], 田素珍;马继瑞
3.基于海平面影响湿地模型的海平面上升影响海岸湿地景观研究 [J], 陈崇贤;杨潇豪;夏宇
4.海平面变化全球可比性的可靠例证——上扬子地台东南缘奥陶纪层序地层及海平面变化研究 [J], 苏文博;李志明;陈建强;龚淑云;李全国;高勇群
5.华北北部晚寒武世层序地层及海平面变化研究——兼论与北美晚寒武世海平面变化的对比 [J], 梅冥相;马永生
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。