澳大利亚“黛比”热带气旋登陆前后附近海岸线变化的卫星观测

2017年3月28日,热带气旋"黛比"从澳大利亚昆士兰州登陆,给当地民众的生命安全和公共财产带来了巨大威胁.热带气旋在短时间内改变了局部海岸地形,并使海岸线位置迅速发生变化.针对海波因特附近的海岸进行研究,收集了热带气旋登陆前后的两景陆地卫星图像,结合水体指数和人工检查进行海陆分类制图,并得到海岸线变化空间分布图.计算表明,"黛比"登陆前后,海波因特附近海岸区域陆地面积净增加54.50 km~2,98.2%的海岸线表现为淤积,仅1.8%的海岸线表现为侵蚀.准确及时的海岸线变化信息可以帮助港口恢复运营,还可以用于发展风暴潮-波浪-泥沙数值模式.     

悬在沿海城市上空的达摩克利斯剑

飓风"卡特里娜"横扫美国墨西哥湾沿岸各州,造成了巨大的破坏.这场飓风带来的洪水,几乎完全淹没了新奥尔良,造成惨重的生命和财产损失.据估计,最终死亡人数可能数以千计,飓风和洪水造成的经济损失可能达到创纪录的千亿美元.     

海岸河口开发研究在国民经济中的地位

一地球上大部分面积为海洋所覆盖,人类赖以居住的陆地只占其中的29%。海洋是一个巨大的聚宝盆。在陆地资源濒临枯竭的今天,人类更加渴望向海洋索取财富。海岸是陆地与海洋之间的过渡地带,也是     

大气压强脉动对全球海洋输入的机械能

外来机械能是控制大洋环流的重要因素之一. 大气向海洋输入机械能主要是通过风应力和海表大气压强脉动来实现. 利用10 a (1993~2002)的TOPEX/POSEIDON卫星高度计资料计算了大气压强对海洋做功的速率. 其10 a平均的全球总功率为0.04 TW (1 TW=10¹²瓦), 主要分布在南大洋以及北半球的风暴带附近. 在过去的10 a间, 该项能量输入有明显年际变化, 变化幅度约为15%.     

河口海岸状态生变,重绘蓝图势在必行

正河口海岸区域是海洋与陆地之间的地带,其向海一侧的边界位于大陆架边缘,而向陆一侧的边界位于海洋因素(如潮汐、台风、海陆风等)能够起作用的范围界限,占地球表面积的15%～20%。从全球范围来看,河口海岸区域集聚了大部分人口和大都市,是人口分布和经济社会发展的重心所在。在我国,东部沿海是经济相对发达的区域,而最发达的地方又集中于长三角、珠三角、京津唐等少     

美国飓风与中国围垦

2005年8月25日,“卡特里娜”飓风突然袭击了美国南部的佛罗里达州,4天之后又在美国墨西哥湾沿海地区登陆,给沿岸的路易斯安那、密西西比和亚拉巴马等州造成了巨大的灾害。在受灾最为严重的路易斯安那州的新奥尔良市,由于防洪堤在飓风中决口,导致该市80%的面积被洪水所淹没,该市市长不得不下令全城的居民全部紧急撤离。据灾后统计数据表明,此次灾害造成1306人死亡、6644人失踪,还造成累计达1600亿美元的经济损失,成为美国历史上最为严重的一次灾害。其破坏程度远远超过2001年的“9·11”恐怖袭击,并可与2004年年底发生的东南亚海啸所造成的损…     

江苏大丰潮滩推移质输运与粒度趋势信息解译

2003年7月上旬在江苏大丰潮间带下部采用MIDAS-400观测系统进行了6个潮周期的高分辨率沉积动力观测, 并根据观测数据计算了浪流共同作用下的底部切应力及推移质输运率. 同时, 在100 m×200 m的试验样方内、以10 m为间距采集了大、小潮滩面干出时的表层底质样, 用粒度趋势分析方法分析底质净输运格局. 结果表明, 由于波浪的作用, 使得海底沉积物活动性得到较大增强, 推移质输沙率有较大增加; 潮周期内的单宽推移质净输运量约为30~150 kg·m?1, 均垂直海岸线向海净输运. 粒度趋势分析显示, 潮滩物质的输运格局复杂, 水动力强弱及局部地形(如潮沟)是重要的影响因素. 在靠近流速观测点的区域, 与大潮期间的结果相比, 小潮期间的粒度趋势与输沙公式计算的推移质输运方向更加接近, 小潮期间的粒度趋势平均矢量大于大潮期间的平均矢量, 表示小潮期间采样厚度所代表的时间尺度更接近于潮周期时间尺度.     

全球碳循环的模式研究与生物的调节

简要叙述了生物对全球环境的调节作用和全球生态状况的特点.对引起全球生态变化的紧迫问题作了讨论.详细分析了碳的全球循环.分析了海洋生物圈释放CO2的速率和遭破坏的陆地生物圈释放CO2的速率.由此提出了确保可持续发展的基本条件.     

基于ICESat/GLAS,SRTM DEM和GPS观测青藏高原纳木那尼冰面高程变化(2000～2010年)

气候变化所导致的冰川加速消融及冰川冰储量的减少将显著影响区域水资源和水循环,而冰川厚度的变化是反映这一过程的关键指标.利用ICESat/GLAS数据与SRTMDEM数据,并结合冰面差分GPS实测数据,通过监测喜马拉雅山脉西段纳木那尼冰川的冰面高程变化,来估算其冰川厚度变化.在方法上,首先利用非冰川区的ICESat高程数据对SRTM DEM高程精度进行评价,然后选择控制点对SRTM DEM进行配准并再次评价,SRTM DEM水平位置偏移为138 m,配准后的SRTM DEM与ICESat高程差平均值为-0.1 m,标准差为11 m,最后利用校准后的SRTM DEM与ICESat/GLAS,计算2000~2009年纳木那尼冰面高程的变化.研究结果表明,纳木那尼冰川在2000~2009年间的平均减薄速率为0.63±0.32 m/a,这与利用差分GPS测得的2008~2010年间冰川平均减薄速率0.65±0.25 m/a接近.研究结果也发现纳木那尼冰川的减薄速率整体上随着海拔的升高而逐渐减小.普兰县气象资料分析表明纳木那尼冰面的快速消融主要是由当地气温升高所致.     

利用卫星重力观测研究近5年中国陆地水量中长空间尺度的变化趋势

重力卫星观测为研究中长空间尺度陆地水量变化趋势提供了崭新的途径. 利用近5年重力卫星GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment)的时变重力场观测数据研究了我国中长空间尺度陆地水储量变化趋势. 结果显示, 我国陆地水量变化趋势幅度较大的主要有5个典型区域: 华北京津冀地区、青藏高原区域、三峡库区、青川甘交界区域以及新疆阿尔金山自然保护区. 前两个区域, 陆地水(冰)储量存在明显的减少趋势. 在华北的京津冀地区, 2003~2007年该区域陆地水量以大约2.4 cm/a的速率下降, 相当于约52亿立方米/年(河北省约45亿立方米/年), 河北省水利局统计近30年来, 该省地下水超采平均达到40亿立方米/年; 由GRACE重力卫星“捕捉”到2003年6月三峡蓄水前后库区周围12万平方公里范围内平均水量变化达到5.0 cm等效水柱高; 此外, 研究结果显示在青、川、甘三省(自治区)交界区域陆地水量具有约1.1 cm/a的增加趋势, 表明该区域气候近几年有逐渐变湿润的趋势.     

礁面糙率变化下珊瑚礁海岸附近波浪传播变形试验

采用不同排列方式的圆柱体阵列来模拟珊瑚礁破碎带附近礁面粗糙度的变化,通过测试一系列不规则波波的况研究了珊瑚礁海岸附近的短波、低频长波和波谱的变化规律,并与礁面光滑的情况进行了对比.结果表明:波浪沿礁传播过程中,短波持续衰减,到达海岸线附近短波波高相对于入射波高显著降低.低频长波波高沿礁逐渐增大,直到海岸线附近达到最大.礁面粗糙时短波和低频长波的波高均小于礁面光滑时的情况;礁面粗糙程度变化时,海岸线附近处短波波高和低频长波波高随着礁面糙率密度的增加而减小.通过相干函数和传递函数分析验证了礁坪低频长波由短波群在礁缘处破碎后破碎点的移动产生,并且珊瑚礁坪上低频长波的运动存在着共振模式;礁面光滑时,低频长波能量由于一阶共振效应在礁缘向海岸线传播的过程中被放大,礁面粗糙时,低频长波能量在礁坪上被摩擦所耗散,共振效应不显著.     

楚科奇海融冰期热收支的数值模拟

楚科奇海海冰剧烈变化对极地生态系统及碳循环过程具有重要影响.基于1/4°(经纬度)水平分辨率的北大西洋-北冰洋-北太平洋海洋-海冰耦合模式(简称NAPA1/4)在1994～2015年的模拟结果,本文估算了楚科奇海融冰期的热收支,并揭示了海(冰)面净热通量和太平洋入流热通量在楚科奇海融冰过程中的相对贡献.结果表明:楚科奇海融冰期间的海冰体积变化主要由热力过程调控的海冰融化导致,且冰底融化占优.在海冰快速融化的6～8月,海冰表、底融化速率的相对强度受海冰密集度影响存在空间差异,在密集度大于80%的海区,冰表融化占优,反之冰底融化速率远高于冰表.冰面净热通量是冰表融化的热驱动,平均约60%的冰面净热通量用于冰表融化.冰底融化消耗的热量则主要来自海面净热通量以及太平洋入流所携带的热量;融化初期和盛期,海面净热通量贡献占优;后期和末期则主要受太平洋入流热通量的影响,且该影响可持续作用至结冰早期,抑制冰底冻结速率.在整个融冰期,进入研究区域水体的总热输入中,约67%由太平洋入流贡献.总热输入中约58%的热量用于海水增温,冰底融化吸收的热量约占28%,向下游海区输运的热量仅占14%.年际变化的相关性分析表明,相对于融冰期海面净热通量,太平洋入流热通量对楚科奇海海冰面积年际变化的影响更为显著.     

漂流木的大海之旅

正陆地森林里死去或倒下的树木通过风雨侵蚀或洪水进入暴涨的河流和溪流中,流向海洋,伐木业通过河流运输的原木筏子中也会有一些木材脱离运输队伍最终进入茫茫大海。从溪流到河口,再到深海,这些被称为漂流木或浮木的树木残骸,是海洋生物食物和栖息地的重要来源,对连接森林和海洋的食物网做出了巨大贡献。哈蒙德(E r i k Hammond)和摩尔(George Moore)是加拿大不列颠哥伦比亚省的吉布森市一个沿海小社区的海滩拾荒者,也叫原木打捞者,他们从事的是太平洋西北海岸很普遍的一种职业。一个平静的夏日午后,哈蒙德和摩尔收集了不少漂浮在海面上的木材,这些从伐木公司"逃     

弧形海岸海滩地貌对台风大浪的响应特征

台风(或风暴)引起的狂风巨浪和风暴潮是造成海岸严重侵蚀的灾害性事件,国内外对此都十分关注.然而对于砂质弧形海岸在此突发件事件前后不同岸段海滩地貌的响应过程尚未见有研究报道.本文拟根据1986年16号台风对广东水东弧形海岸影响前后短时段岸滩蚀积变化的现场实测资料为例,对此加以分析.1 研究区海岸环境1.1 海岸形态与岸滩地貌基本特征     

南极菲尔德斯半岛苔藓泥炭层14C测年

根据南极菲尔德斯半岛海岸阶地面上苔藓泥炭层剖面上、中、下3层泥炭的14C数据,推得该苔藓泥炭层上段的平均累积速率为0.195 mm·a-1,下段为0.069 4 mm·a-1. 由下部苔藓泥炭的14C数据和下段平均累积速率,推得该地区海拔18 m的海岸阶地形成时间应略早于4 300 aBP,且自4 300 aBP以来这里的海滩一直处于稳定上升状态. 相应这个地区的冰盖解体与冰退过程也应早于4 300 aBP.     

珠江三角洲古今海蚀地形的高度差异及影响因素

海岸平台之所以能指示海面的高度, 是因为海面在岩石海岸上长时间作用的结果. 位于现代珠江三角洲平原上的古海蚀平台远高于珠江口内外现代海岸的现代海蚀平台, 但普遍认为其高度仍在现代海岸动力范围之内, 并且被作为判断全新世地壳升降或海面变化的依据. 从海岸地貌学、海岸动力学、岩体力学等几个方面对造成珠江三角洲古今海蚀地形高度差异的各种因素的影响程度进行了研究. 理论计算表明: 古今珠江三角洲河口湾内平均高潮高度的差异最大不超过0.3 m; 在广东海岸的波浪条件下, 因波浪差异或海岸岩石强度差异造成的海蚀平台之间的高度差异均不足0.3 m. 但野外实测数据显示, 珠江三角洲古今海蚀平台高度差异在1 m以上, 因此上述因素不是形成古今海蚀地形高度差异的主要原因. 而多年潮汐统计数据则显示,广东各地海岸高于3 m(珠江基面)的风暴潮至少要50 年才有1 次, 几十年一遇的特大高潮和出现频率极低的特大波浪没有足够的时间塑造相应的高海蚀平台和海蚀穴. 因此, 珠江三角洲古海蚀遗迹的高度已超出现代海面的动力作用范围, 更不是风暴潮波浪作用的结果, 只能是构造抬升或海平面下降的结果, 但如何准确地鉴别构造的作用, 还原海面下降幅度, 则需要更进一步的研究.     

珠江三角洲古今海蚀地形的高度差异及影响因素

海岸平台之所以能指示海面的高度,是因为海面在岩石海岸上长时间作用的结果.位于现代珠江三角洲平原上的古海蚀平台远高于珠江口内外现代海岸的现代海蚀平台,但普遍认为其高度仍在现代海岸动力范围之内,并且被作为判断全新世地壳升降或海面变化的依据.从海岸地貌学、海岸动力学、岩体力学等几个方面对造成珠江三角洲古今海蚀地形高度差异的各种因素的影响程度进行了研究.理论计算表明:古今珠江三角洲河口湾内平均高潮高度的差异最大不超过0.3m;在广东海岸的波浪条件下,因波浪差异或海岸岩石强度差异造成的海蚀平台之间的高度差异均不足0.3m.但野外实测数据显示,珠江三角洲古今海蚀平台高度差异在1m以上,因此上述因素不是形成古今海蚀地形高度差异的主要原因.而多年潮汐统计数据则显示,广东各地海岸高于3m(珠江基面)的风暴潮至少要50年才有1次,几十年一遇的特大高潮和出现频率极低的特大波浪没有足够的时间塑造相应的高海蚀平台和海蚀穴.因此,珠江三角洲古海蚀遗迹的高度已超出现代海面的动力作用范围,更不是风暴潮波浪作用的结果,只能是构造抬升或海平面下降的结果,但如何准确地鉴别构造的作用,还原海面下降幅度,则需要更进一步的研究.     

青藏公路沿线多年冻土区活动层动态变化及区域差异特征

利用青藏高原多年冻土区10个活动层观测场建立以来到2010年的监测资料,构建了青藏公路沿线多年冻土区活动层平均厚度的估算模型,分析了多年冻土区活动层近期的动态变化及区域差异特征.结果表明,研究区活动层厚度30年来以1.33cm/a的速率增大,多年冻土上限温度、50cm土壤温度及5cm土壤积温均呈现出升高的趋势.土壤热通量以0.1Wm-2/a的速率增大,为高原多年冻土区活动层厚度增大和温度升高提供了依据.活动层开始融化日期提前,开始冻结日期推后,融化日数增加,速率达1.18d/a.活动层动态变化特征与多年冻土类型、海拔高度、下垫面类型和土壤组分密切相关.低温多年冻土区较高温多年冻土区变化明显、高海拔地区较低海拔地区变化明显、高寒草甸地区较高寒草原地区变化明显,细粒土较粗颗粒土变化明显.     

全球闪电活动对气温变化的响应

在一个更暖的地球上雷电活动是增多还是减少? 这是一个备受人们关注、但还不十分清楚的问题. Reeve和Toumi指出: 全球陆地和北半球陆地闪电活动对1000 hPa湿球温度增加有灵敏的正响应(简称Reeve99). 是不是这种响应仅仅限于陆地或者仅仅对于湿球温度呢? 全球(包括陆地和海洋)闪电活动对全球地面气温变化的响应情况如何? 基于5年或8年星载OTD/LIS闪电观测资料和NCEP再分析资料, 对全球和区域闪电活动对温度改变的响应进行了再分析, 结果表明: 在年际时间尺度上, 全球总闪率对全球地面气温的变化是正响应的, 灵敏度为17±7% K^-1; 全球陆地和北半球陆地季平均的闪电频次对地面气温和湿球温度增加也有灵敏的正响应, 灵敏度约为13±5% K^-1, 响应灵敏度比Reeve99的估计值40% K^-1要低; 但在南半球、热带等其他区域, 季平均的闪电频次与地面温度年际变化之间无明显 相关.     

广州大气气溶胶对到达地表紫外辐射的衰减

利用地表紫外辐射(UV,295～385nm)观测、太阳光度计与辐射模式定量评估了广州大气气溶胶对UV的衰减.观测表明UV谱区340nm的气溶胶光学厚度(AOD)年平均值达1.19,气溶胶光学厚度AOD340nm>1.0的年均出现频率达55%,对地表340nm紫外直接辐射的年均衰减率达68%.地表紫外辐射观测与模式评估表明全年大气对UV的平均衰减达75%,干季(10,11,12,1月)的平均衰减达72%;大气气溶胶在干季对UV的平均衰减达62%.表明目前广州城市群大气气溶胶对紫外辐射的衰减十分显著,至少一半以上的紫外辐射被大气气溶胶衰减,如此大幅度的衰减对城市生态系统、物种化学循环尤其是光化学反应过程将有重大的影响.