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弦方: 西太平洋障碍层扩张之于边缘海海洋热浪与极端海平面复合致灾
障碍层稳定的盐度分层(低盐暖水覆盖在高盐冷水之上)像一道物理屏障,极大地抑制了风浪等动力过程引起的海洋垂直混合。这使得海洋表层吸收的太阳辐射热量难以向下传递,导致热量积聚在更浅的表层水体中。“隔热”与“保温”效应:同时,障碍层也阻碍了下层冷水的上翻。这种“隔热”效应使得海洋表层温度(SST)在短期内容易升高且维持高位,如同一个“保温盖”。
障碍层抑制了海洋表层的热量向深层扩散,使得表层海水在接收相同太阳辐射的情况下更快速、更剧烈地增温,或更有效地保持已有的热量,并触发与维持海洋热浪MHWs,从而显著增加MHWs的强度、持续时间和发生频率。强烈的MHWs本身又会通过增加大气对流和降水(在某些区域),产生更多的淡水输入,从而进一步加剧本已存在的盐度分层,促使障碍层增厚和扩张。这就形成了一个正反馈循环:障碍层 → 促进MHWs → 更多降水/淡水 → 障碍层扩张 → 更强更久的MHWs。极端海平面事件通常由天文潮汐、风暴潮、风驱海平面变化等因素叠加在平均海平面之上造成。障碍层主要通过热膨胀贡献于平均海平面上升的背景场,从而垫高ESL事件的基线。由于障碍层导致热量集中于海洋上层,上层海水的热膨胀效应会更加显著,直接贡献于局地的海平面上升。这意味着日常和季节性的海平面基准值就已经升高。所有的极端海平面事件都发生在这个已经抬高的平均海平面背景之上。就像涨潮时,波浪更容易冲上更高的海岸一样,背景海平面每增加一点,风暴潮、波浪等极端海平面事件淹没海岸的风险和破坏力就会呈非线性增加。
持续的高海温热浪(MHWs)是珊瑚白化的元凶。障碍层延长了高温的持续时间,阻碍了表层与深层海水的交换,使得珊瑚难以从热应激中恢复,导致大范围、更严重的白化和死亡事件。喜冷的生物(如某些海藻、浮游生物)生存空间被压缩,而喜热的生物(如某些水母、病原体)可能大量繁殖,导致原有生态系统的结构和功能发生剧变,甚至崩溃。障碍层阻碍水体垂直交换,容易导致下层水体缺氧,甚至形成“死亡区”。同时,表层热量积累也可能影响CO₂的溶解和输送,加剧局部区域的海洋酸化,对贝类、珊瑚等钙质生物造成双重打击。更高的背景海平面和更强烈的极端海平面事件,会赋予波浪和潮流更大的能量,冲刷和侵蚀海岸线,导致滩涂流失、海岸线后退。当台风或温带气旋带来的风暴潮叠加在已经因热膨胀而升高的平均海平面上时,海水的 inundation (内陆淹没)范围和深度都会显著增加。这意味着以往可能不会受灾的地区将被淹没,防洪设施的设计标准可能被突破。
未来的沿海地区灾害风险评估不应再单一地考虑海平面上升或热带气旋,而必须转向多灾害、复合型、基于影响的分析框架。需要融合地球系统科学、工程学、社会科学等多学科知识,制定更具韧性的适应策略(如基于自然的解决方案、弹性海岸带规划、早期预警系统)。
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