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海平面上升加剧了风暴潮、海岸侵蚀和海水入侵等灾害,给人类生存环境带来巨大的威胁,因此,研究海平面变化对开展防灾减灾工作具有重要意义。海平面变化的研究主要集中在海平面变化趋势和空间分布研究、影响机制以及风险评估研究等方面。然而,目前对于福建近海海平面的研究较少。本文利用卫星高度计和福建沿海验潮站资料进行福建近海海平面变化研究,主要研究海平面的季节、年际以及长期变化特征,并简要进行海平面变化机制研究,同时对福建近海海平面时、空变化特征进行研究。福建沿海频受台风侵袭,常常带来严重的风暴潮灾害,本文在前面海平面变化研究基础上,利用福建沿海风暴潮资料,对风暴潮特征进行统计分析。主要研究结果如下: (1)福建沿海主要验潮站海平面除了显著的季节变化外,还存在2.4a和6~8a的显著周期,同时还存在超过16a的长周期,长期线性变化趋势在1.5~2.5mm/a之间。 (2)福建近海海平面EOF分析结果表明,前两个模态主要反映了海平面的季节变化,而第三模态中既包含季节变化信号,还包含年际变化信号,其中年际信号功率谱较大,表明第三模态主要反映的是年际变化信号。对第三模态时间系数进行最大熵谱和小波变化分析结果表明,存在显著的3a左右的周期,进一步将第三模态时间系数与ENSO指数进行相关分析,表明二者相关性较好,表明ENSO可能对福建近海海平面年际变化产生一定的影响。 (3)利用最小二乘法分别对验潮站和卫星高度计海平面进行线性拟合,潮位站数据分析表明,福建沿海近54年(1960~2013年)相对海平面上升速率约为2 mm/a,近20年(1993~2012年)相对海平面上升速率为3~4mm/a;而卫星高度计观测结果表明,福建近海区域近20年(1993~2012年)绝对海平面上升速率约为4 mm/a。 (4)福建近海的海平面季节变化的主要影响因素是风场和海温。风驱动的海水体积输运和海水热膨胀共同影响着福建周边海域海平面的季节变化和分布,并且在不同季节,在沿岸和开阔海域二者所起到的作用不同,主导地位也不断转变。总体来说,沿岸海域海平面季节变化受风场的影响更大,而开阔海域海平面季节变化受风场和海表温度(海水热膨胀)的共同影响。 (5)福建沿海在每年的4月至11月间均可能发生风暴潮,风暴潮存在显著的季节变化,主要集中在7~9月这三个月中,此三个月中风暴潮次数占一年中的70%以上。对风暴潮增水进行分级统计,发现福建沿海风暴潮增水大部分集中在150cm以下,其中在50~100cm这一区间的最多,表明福建沿海风暴潮增水并不严重。 (6)对福建沿海4个主要验潮站风暴潮年际变化进行统计发现分别在1960~1965年、1990~1995年和2000~2005年三个时段内出现峰值。福建沿海4个主要验潮站风暴潮过程最大增水和高潮位最大增水分析结果表明各站年最大增水基本维持在110cm上下波动,高潮位最大增水维持在80cm上下波动。过程最大增水和高潮位最大增水的年代际变化特征并不明显。 (7)福建沿海验潮站高潮位最大增水的分析表明高潮位最大增水分布也是在7~9月居多,这三个月的占全年总数的60%以上。东山、厦门和平潭站高潮位增水超过50cm以上的次数在8月最多,崇武站则是三个不同等级的最多月份在7~9月均有分布。 (8)福建沿海各站超警戒潮位次数分析表明,除个别年份验潮站未出现超过当地警戒潮位外,其余年份大部分出现1~2次超过当地警戒潮位。从2000年后,各站超警戒潮位次数呈增加趋势。在2013年,东山、厦门和崇武站出现了3次超过当地警戒潮位的高潮位,平潭站出现了2次。而超过警戒潮位频数的增加表明了风暴潮灾害风险程度的上升。