近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（OMG）研究員李偉團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合英國(guó)曼徹斯特大學(xué)及新西蘭奧塔哥大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)，在海蝕平臺(tái)發(fā)育影響下基巖海岸地貌演化數(shù)值模擬研究上取得重要研究進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于國(guó)際地貌學(xué)權(quán)威期刊Geomorphology（《地貌學(xué)》）上，助理研究員趙中偉為論文第一作者。  

　　波浪對(duì)基巖海岸的持續(xù)性侵蝕作用，會(huì)在潮間帶形成向海傾斜的平臺(tái)狀地貌——海蝕平臺(tái)。由于波浪與海蝕平臺(tái)表面的底摩擦作用，衰減了海浪最終到達(dá)海岸的波能。準(zhǔn)確刻畫海蝕平臺(tái)對(duì)波浪近岸傳播的影響，是數(shù)值模擬基巖海岸地貌演化的重要基礎(chǔ)。 

　　對(duì)于長(zhǎng)地質(zhì)時(shí)期的海岸地貌，由于無(wú)法獲得各時(shí)期準(zhǔn)確的海底地形和遠(yuǎn)場(chǎng)波浪條件，使得基于過(guò)程的數(shù)值模型無(wú)法適用。早在2014年國(guó)際基巖海岸地貌學(xué)家Sunamura教授針對(duì)該問(wèn)題提出一套模型，但僅適用于傾向近乎水平的海蝕平臺(tái)，對(duì)于傾斜海蝕平臺(tái)適用性及其參數(shù)的準(zhǔn)確性，成為了制約該模型推廣和應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題，尤其在海岸侵蝕的防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域。 

　　在本項(xiàng)研究工作中，研究人員通過(guò)有限元積分的方法將傾斜型海蝕平臺(tái)切割為一系列水平狀階梯單元，通過(guò)積分各單元對(duì)波浪的衰減強(qiáng)度總和，獲取波浪經(jīng)海蝕平臺(tái)表面?zhèn)鞑サ竭_(dá)最終海岸的波浪高度，解決了模型對(duì)傾斜型海蝕平臺(tái)的適用性問(wèn)題。 

　　基于全球已發(fā)表的基巖海岸海蝕平臺(tái)波浪近岸傳播觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究人員對(duì)比該模型模擬結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果的異同，發(fā)現(xiàn)模型的均方根誤差僅不到8厘米。此外，將模型中的3個(gè)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，按照控制變量的方法分別擴(kuò)大和縮小2-4倍，結(jié)果皆顯示模型輸出結(jié)果的均方根誤差會(huì)隨之增大，進(jìn)而證明了Sunamura模型及其經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的準(zhǔn)確性。 

　　該項(xiàng)研究充分證明了Sunamura模型在長(zhǎng)地質(zhì)時(shí)期（超千年尺度）基巖海岸地貌演化和海岸侵蝕數(shù)值模擬領(lǐng)域的實(shí)用性和廣泛應(yīng)用前景。 

　　本研究得到了海南省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目的資助（421QN0978）。    

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2022.108480

圖1. 海蝕平臺(tái)有限元積分幾何模型示意圖

圖2. 基巖海岸海蝕平臺(tái)波浪近岸傳播野外實(shí)際觀測(cè)站點(diǎn)位置谷歌衛(wèi)星遙感圖