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海岸海洋科学系在河口海岸演化规律研究领域取

文章作者:产品测评 上传时间:2019-12-12

该项工作得到了国家自然科学基金面上项目的资助。

论文发表于Nature Index期刊Journal of Geophysical Research-Oceans,全文题目为Erosion and Accretion on a Mudflat: The Importance of Very Shallow-Water Effects, 论文链接http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016JC012316/full)。论文第一作者为南京大学地理与海洋科学学院史本伟博士,通讯作者为汪亚平教授。本研究工作得到了国家杰出青年科学基金和国家自然科学基金面上项目资助。

(地理与海洋科学学院 科学技术处)

图2 南黄海潮滩海岸

河口海岸、潮汐环境的沉积地貌过程是海岸海洋科学系的传统研究领域。近年来,海岸海洋科学系借助高精度、高时空分辨率的动力-沉积物-地貌观测系统和数值模拟技术,定量研究了河口海岸、潮汐环境中细颗粒物质输运的物理过程和机制,加深了对海岸带侵蚀淤积循环规律的认识。近期在长江口崇明东滩潮间带的研究发现,侵蚀或淤积过程是由风速-风向和大-小潮周期的交互作用所控制的,即为近岸风和潮汐交互影响的结果无论是在正常天气还是在风暴天气,近岸风均可以显著改变潮滩滩面高程;上述过程可以通过经典的浪-流-沉积物耦合模型来描述和预测。这是对海岸冲淤规律的新认识,有助于进一步发展河口海岸演化的新模式,为建立潮滩和三角洲沉积地貌演化的正演模拟奠定基础,亦可并为海岸带综合管理和生物工程建设提供科学依据。该项成果以南京大学为第一单位发表于Nature Index期刊,论文的第一作者为南京大学地理与海洋科学学院史本伟博士:Shi, B. W., S. L. Yang, Y. P. Wang, G. C. Li, M. L. Li, P. Li, and C. Li, 2017. Role of wind in erosion-accretion cycles on an estuarine mudflat. Journal of Geophysical Research: Oceans, 121: 193–206, doi:10.1002/2016JC011902.。

近年来,南京大学地理与海洋科学学院、南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室科研人员,组建了现代化的近底边界层观测系统,在南黄海潮滩海岸进行长期观测,定量研究极浅水环境的水动力和地貌演化过程,在极浅水沉积环境中的沉积地貌方面取得若干新认识。水深 < 0.2m的极浅水阶段,其持续时间仅占整个潮周期的11%,但在极浅水阶段产生的侵蚀淤积厚度占整个潮周期地貌变化的35%,表明传统观测中经常被忽略的极浅水效应在沉积地貌演化中是非常关键的;在极浅水环境的海底冲淤演化模拟中,只有考虑极浅水阶段的冲淤时,计算结果才能跟实测值相吻合极浅水阶段的沉积动力过程与微地貌之间存在相互反馈关系,有助于加深微地貌形成和消亡机制的认识和理解。该项研究表明,在潮汐海岸环境中,考虑极浅水效应可提高海岸地貌演化的预测精度。此项研究是河口海岸演化新模式和新理论的有益补充。

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图3 观测值与模拟值的比较

图 1 长江口崇明东滩潮滩侵蚀淤积循环与近岸风和大-小潮周期的关系

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