《研究预测作用于珊瑚礁岛屿海岸线的波浪将随海平面上升超越阈值》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: mall
  • 发布时间:2018-10-26
  • 波浪驱动的洪水对珊瑚礁岛屿的海岸线造成严重影响,全球海平面上升将加剧这一现象。尽管目前已经意识到了环礁岛的脆弱性,但人们对控制海浪在珊瑚礁岛屿环境中所引发的洪水的物理过程却知之甚少。为了解决目前和未来海平面上的海浪驱动洪水的控制方案,研究人员提出了一种全球适用的方法用于计算在珊瑚礁海岸线上的浪顶阈值。相关研究发表在9月28日的《Nature Communications》上。

    研究分析了6万个全非线性波变换模拟的独特数据集,该模型模拟了广泛的波浪能、波浪形态和海平面变化的条件,并开发了一种用于探索环礁岛易受海平面上升影响的未来轨迹的工具。对拟分析的岛屿提供了一种广泛适用的一级评估方案—岛超限阈值(RIOT),即海岸线对海浪破坏的敏感程度。

    研究结果为对珊瑚礁海岸线的波浪淹没的物理驱动提供了有价值的新见解。结果表明,被检测到的最低岛屿将受到慢性海浪的影响。另外,发现了一些可以提高珊瑚礁的抗压能力的特征,能让一些岛屿在2100年以后可能保持适宜居住的状态。因此,在不同的珊瑚礁系统中,海平面上升对环礁岛的影响将是高度变化的。研究解决了边界效应和耗散变量之间的非线性平衡,通过推导出一种理想的公式来量化波浪驱动的洪水的阈值,从而确定波浪在海岸上的覆盖范围,这一公式适用于广泛的礁岛环境。这种方法可以应用于沿海和气候变化管理实践,确定具有高度自然复原力的地点。上述研究发现可以有效的减轻洪水灾害对珊瑚礁海岸线的影响。

    (刘思青 编译)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41467-018-06550-1
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    • 编译者:mall
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    • 根据发表在《地球物理研究快报》(Geophysical research Letters)的一项新研究,全球海平面上升实际上可能有利于马尔代夫等珊瑚礁岛屿的长期未来。低洼的珊瑚礁岛屿通常海拔不到3米,因此很容易受到气候变化导致的海平面上升的影响。然而,研究发现了新的证据,表明马尔代夫(世界上最低的国家)是在海平面比现在高的时候形成的。这一证据是由研究马尔代夫南部五个岛屿形成的研究人员发现的。利用取心技术,他们能够重建岛屿形成的过程和时间。他们发现,大约三、四千年前,由远离南非海岸的风暴引起的巨浪导致了这些岛屿的形成。这些被称为高能波事件的大浪将珊瑚礁上的珊瑚碎石击碎,并将其运送到珊瑚礁平台上,为珊瑚礁岛的形成奠定了基础。 当时,海平面比现在高0.5米,这给海浪提供了更多的能量。这意味着更高的海平面和大波浪事件对岛屿的建造至关重要。研究人员说,在气候变化的情况下,海平面的预计上升和大波浪事件的规模实际上可能导致珊瑚礁岛屿的增长,但前提是珊瑚礁保持健康,并提供建筑材料。这项研究由纽卡斯尔诺森比亚大学地理与环境科学系的Holly East博士领导。她解释说:“人们通常认为,珊瑚礁岛屿很容易受到海平面上升的影响。这是珊瑚礁岛屿国家关注的一个主要问题,在这些国家中,珊瑚礁岛屿是唯一可居住的土地。然而,我们已经发现证据表明马尔代夫环礁群岛实际上是在比目前更高的海平面下形成的。这让我们乐观地认为,如果气候变化导致海平面上升,并增加该地区高能波事件的强度,它实际上可能会创造完美的条件,重新启动最初建造珊瑚礁的过程,而不是淹没它们。”不过,伊斯特博士强调,只有在该地区的珊瑚礁群落中有健康的活珊瑚才能做到这一点。她说:“由于这些岛屿主要由珊瑚构成,健康的珊瑚礁对于建造岛屿至关重要。然而,珊瑚在气候变化下面临一系列威胁,包括不断上升的海面温度和海洋酸度。如果珊瑚礁不健康,我们最终可能只能得到完美的建筑条件,而没有建筑所需的砖块。”East博士补充说:“同样重要的是,需要注意,建造珊瑚礁岛所需的大浪事件可能会破坏岛上的基础设施,可能危及目前珊瑚礁岛屿的宜居性。”因此,珊瑚礁岛屿国家面临的挑战可能是发展能够承受或适应大波浪事件的基础设施。 (杨皓月编译;王琳审校) 信息来自中国科学院海洋所《海洋科学快报》2018年第42期
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    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
    • 编译者:张灿影
    • 发布时间:2020-06-28
    • 全世界的珊瑚礁岛屿都能自然适应海平面上升的冲击。据预测,全球气候变化导致的洪水增加,将使这些位于珊瑚礁平台顶部的沙洲或碎石岛社区在数十年内无法居住。然而,最新研究首次将岛屿形态的数值模拟与物理模型实验结合起来,来模拟珊瑚岛在海平面上升时的反应。结果表明,由砾石组成的岛屿可以在漫顶波的作用下发生演化,海滩面的泥沙被转移到岛屿表面。这意味着,随着海平面上升,岛顶正在升高。科学家们表示,尽管面临额外的管理挑战,包括沉积物滋养、移动基础设施等,但这种自然适应有可能支持近期的可居住性。面对气候变化和海平面上升,珊瑚礁群岛是地球上最脆弱的海岸环境之一。先前对这些岛屿未来可居住性的研究通常认为它们是惰性结构,无法适应海平面上升。这些研究预测沿海洪水和岛屿淹没的风险显著增加,而“岛屿淹没”的概念在有关珊瑚礁岛屿社区未来的讨论中已根深蒂固。我们必须认识到,这些珊瑚礁岛屿是在数百至数千年前发展起来的,其原因是活跃的波动将物质从珊瑚礁结构中移除,并将物质沉积到珊瑚礁平台的背面,从而形成岛屿。它们表面的高度实际上是由最具能量的波浪条件决定的。而该模型为我们模拟未来岛屿对海平面上升的反应以及更好地解决岛屿社区的地面变化问题提供了一个步骤性的改变。重要的是,该研究结果表明,未来几十年内岛屿流失并非普遍不可避免。必须强调的是,没有一切的战略对所有岛屿社区都是可行的,但也不是所有岛屿都注定要灭亡。为了进行这项研究,科学家们对Fatato岛屿建立了比例尺模型,并进行了一系列模拟海平面上升的实验。结果表明,由于海水过度冲刷岛屿,沉积物沉积在岛屿表面,岛顶随着海平面上升而上升,同时向内陆撤退。利用这些实验验证了一个数值模型的模拟结果,然后利用三个数值模拟情景评估该岛如何适应海平面上升的0.75米,这是政府间气候变化专门委员会预测的2100年全球平均增长的结果。在数值模拟过程中,岛顶上升了不到0.7米,这表明岛屿可以跟上海平面上升的速度,并证实了实验室的实验结果。 相关论文链接: https://advances.sciencemag.org/content/6/24/eaay3656.full (郭亚茹 编译; 张灿影 审校)