海平面上升、潮汐与土地利用变化的动态耦合作用对陆源概率性海啸风险评估的影响——以2004年海啸20年后的班达亚齐为例

本文创新性地提出整合海平面上升(SLR)、潮汐变化与土地利用/覆被变化(LULC)的动态耦合模型，通过90种情景模拟构建概率性海啸风险评估(PTHA)框架。研究发现SLR与高潮位协同作用可使海啸波高显著增加，并缩短海啸重现周期，为沿海城市灾害管理提供重要科学依据。

　　

研究亮点

本研究首次在印度尼西亚班达亚齐地区建立整合SLR、潮汐相位和LULC变化的PTHA模型，揭示多因素动态耦合对海啸灾害的放大效应。

研究区域

班达亚齐位于苏门答腊岛北端(05°16'15"-05°36'16" N，95°16'15"-95°22'35" E)，地处马六甲海峡与印度洋交界处，城市面积61.36 km²，拥有15公里海岸线。该区域既是2004年印度洋海啸重灾区，又面临Aceh-Andaman俯冲带(AASZ)持续的地震威胁。

材料与方法

采用三阶段研究框架：1)基于CA-Markov模型预测50/100年LULC变化；2)构建6种震级(Mw 8.2-9.2)、5种潮位相位与SLR组合的90种海啸情景；3)通过概率分析生成灾害曲线。数值模拟采用嵌套网格系统(900m→30m分辨率)，结合非线性浅水方程。

结果与讨论

土地利用模拟显示未来50-100年城市建设用地将持续扩张。海啸模拟表明：SLR与高潮位协同可使波高增加40%，使20年重现期事件缩短为15年。特别在河口区域，SLR导致的盐水入侵会显著改变地表粗糙度系数。

结论

本研究证实动态耦合效应会使传统PTHA评估低估30%风险，建议将SLR-潮汐-LULC相互作用纳入沿海城市长期规划。提出的方法体系可推广至全球类似地区，为应对气候变化下的复合灾害提供新工具。