厄尔尼诺现象对全球海岸线状况变化的影响

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厄尔尼诺现象主导了全球范围内海岸线的年际演变。包括法国发展研究所（IRD）和法国国家空间研究中心（CNES）在内的多个研究组织进行的一项研究证明了这一点，该研究发表在《自然通讯》上。沿海地区是脆弱而复杂的动力系统，日益受到人为压力和气候变化综合影响的威胁。利用1993年至2019年的全球卫星海岸线位置和各种再分析产品，研究人员发现海岸线受到三个主要驱动因素的影响：海平面、海浪和河流流量。虽然海平面直接影响海岸的流动性，但波浪影响侵蚀/淤积和总水位，河流影响海岸沉积物平衡和盐度引起的水位。通过推导一个概念全球模型，该模型解释了气候变化的主导模式对这些驱动因素的影响，研究表明，年际海岸线变化在很大程度上是由不同的厄尔尼诺与南方涛动 （El Niño-Southern Oscillation,ENSO)机制及其复杂的流域间遥相关驱动的。该研究结果为理解和预测气候引起的沿海灾害提供了一个新的框架。

海岸线变化是水动力驱动因素的线性函数。1993-2019年期间观测到的（来自陆地卫星的）海岸线位置的年际异常与海岸线变化异常（S）的多元线性回归模型之间的相关性的全球分布，作为SLA、波浪能通量和河流流量异常的函数；仅示出了相关性高于95%置信阈值的海岸线的部分。左下角的插图显示了全局平均的相关系数。b图模拟海岸线主要驱动因素的全球分布；当海岸线>40%的方差由一个单独驱动因素的方差解释时，则取主导贡献。左下角的插图显示了每个驱动因素的全局平均贡献。为了更坚固，每个插图描绘了10至27年不等长度的所有随机后模型中一个标准偏差的范围。图源：《自然通讯》（2023）。DOI: 10.1038/s41467-023-38742-9

更具体地说，研究人员强调了气候和海洋学现象——厄尔尼诺南方涛动在全球范围内对海岸线的影响。为了得出这一结论，科学家首次使用了1993年至2019年间获得的关于海岸线和海平面位置的卫星数据，以及全球数值模型产品。

这些数据显示，海岸线受到三个主要因素的影响：海平面、海浪和河流。厄尔尼诺现象对这些因素有直接影响。这项研究的结果为理解和防止气候造成的沿海风险建立了一个新的框架。

沿海地区是脆弱和复杂的动态系统，受到人为压力和气候变化的综合影响的威胁越来越大。虽然海平面直接影响沿海流动性，但海浪对侵蚀和淤积以及风暴期间的水位都有影响。另一方面，河流影响沿海沉积物的可用性和盐度变化引起的水位变化。

为了进行这项研究，研究人员利用卫星观测（陆地卫星）和基于云的高性能计算，在近三十年的时间里观察了世界各地海岸线的演变。结果提供了海岸线演化的第一个全球愿景。该卫星数据与沿海海平面观测、波浪和河流流量模型的气候变化（climate forcing）有关。

研究人员使用一个全球概念模型，考虑到气候变化的关键模式对这些因素的影响，发现海岸线的年际变化在很大程度上取决于不同的厄尔尼诺南方涛动事件及其盆地之间的复杂联系。

这项研究证明了特别受气候危害影响的热带带间（intertropical band）年际尺度上海岸线演化的可预测性。它还强调，在经常记录不佳的海岸免费使用越来越精确和频繁的卫星观测数据的好处。这些数据是决策和预测沿海风险的宝贵工具，特别是在预计2023年底发生下一次厄尔尼诺等重大气候事件时。

在十年或一百年的时间尺度上，海平面上升和河流的影响将主导海浪，预计将显示出更具对比性的全球趋势。因此，了解和预测海岸线演变对沿海地区的管理具有重要意义。这意味着可以预测潜在威胁，以便有足够的时间实施有效的适应措施。

编译：Daisy  审核：Victoria

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参考资料：

1.https://www.nature.com/articles/s41467-023-38742-9

2.https://phys.org/news/2023-06-impact-el-nio-variability-global.html

Citation: Rafael Almar et al, Influence of El Niño on the variability of global shoreline position, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38742-9

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