【科研速递】河海大学教师团队在风暴潮年际变化预测研究中取得新进展

近日，我校港口海岸与近海工程学院张蔚教授课题组通过中英荷国际合作，联合Journal of Geophysical Research：Earth Surface主编荷兰瓦格宁根大学Hoitink教授和英国雷丁大学Xiangbo Feng研究员，开展风暴潮水位年际变化预测及其响应机制研究，并取得突破性进展，在国际期刊《Environmental Research Letters》上发表题为“Storm surge variability and prediction from ENSO and tropical cyclones”的论文。论文第一作者为博士研究生谭易成，通讯作者为张蔚教授。

该论文在全球范围内首次论证了年际风暴潮极值水位具有一定的可预报性，根据厄尔尼诺-南方涛动( ENSO )指数和热带气旋发生频率与水位年际变化间的相关关系建立了预报模型，模型在极值水位的预测上表现良好，具有重要的科学意义。研究得到国家重点研发课题和长江水科学联合基金-重点支持项目资助。

风暴潮是河口海岸地区导致生命财产损失最严重的自然灾害之一，目前对风暴潮的研究多集中于区域性单次事件，全球风暴潮水位年际变化的预测一直难以实现，是世界范围的难题。本研究以香港为例，严格证明了风暴潮水位的年际变化，特别是极值水位的年际变化是可以解释和进一步预测的。研究发现，风暴潮极值水位与ENSO具有强相关性。除ENSO作用外，极值水位年际变化值还受到中国东部海岸和南部海岸热带气旋发生频率的影响，气旋发生时的风场和气压场是水位变化的主导因素(图1)。

图1 香港1979-2020年气旋发生期间风场、气压场平均态

研究建立了以ENSO指数和气旋频率为预报因子的统计预测模型，并证明了模型对风暴潮水位有较好的预测能力（图2），极值水位预测值与实际观测值相关系数高达0.8。该分析方法可灵活应用于其它以气候变率和热带气旋为风暴潮主导因素的沿海地区，相较于传统的数值模拟方法具有计算精度高、成本低、适用性广的优点。研究为年际尺度的风暴潮极值水位预测提供了新方法，可在台风季来临前对当年的风暴潮情况进行预测，进而为防洪减灾政策制定和措施部署争取时间，具有重要的现实意义。

图2 统计模型对风暴潮增水的预测表现

近年来，张蔚教授团队围绕河口海岸防灾减灾研究方向相继在《Journal of Geophysical Research: Oceans》《Coastal Engineering》《Water Resources Research》《Journal of Hydrology》和《Hydrology and Earth System Sciences》等国际期刊发表多篇高水平论文，该研究工作将进一步完善河口地区洪涝灾害成因的理论体系，为后续展开海陆交互“多碰头”情况下复合洪水的研究提供基础。

论文信息：TAN, Y., ZHANG, W., FENG, X., GUO, Y. & HOITINK, A. J. F. 2023. Storm surge variability and prediction from ENSO and tropical cyclones. Environmental Research Letters, 18, 024016.   论文下载地址：https://doi.org/10.1088/1748-9326/acb1c8 

END

RECOMMEND

推荐阅读

来源：河海大学官网、港航院