遥感研究2004年印度洋海啸过后孟加拉湾生态环境的变化

来源 :中国科学院南海海洋研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoshuishe
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2004年印度洋海啸不仅造成大量的人员伤亡和经济损失,同时给也孟加拉湾近岸和海洋生态环境造成巨大的影响,海啸对海气边界层的扰动也潜在地影响着局部的大气活动。本文借助卫星遥感手段,对孟加拉湾周边以及震源附近海域研究了以下两方面的内容:(1)海啸过后孟加拉湾海域悬浮物质浓度(SSC)和叶绿素浓度(Chl-a)的时空的变化及原因分析;(2)海啸过后孟加拉湾以及其南部海域海水温度(SST)、累积降雨(accumulated rainfall)和海表风速(windspeed)的变化及其原因分析。主要研究结果如下:   对孟加拉湾周边几个主要河口海域海啸前后1-4天内的MODIS悬浮物质指示浓度的对比分析发现,海啸过后悬浮物质浓度在周边主要河流如Krishna,Godavari,Mahanadi,Ganges-Brahmaputra以及Irrawaddy等河口,以及苏门答腊岛震源附近海域均有明显地升高,在海啸过后四周内SSC在浅海区域相对于海啸前增加55.6%-200%。海啸在短期内(1周)并未造成孟加拉湾深海海域悬浮物质的增加,但是在海啸发生后9个月之后(2005年9至11月),海表悬浮物质在整个孟加拉海域都有显著的升高,而且其显著增加的区域主要位于孟加拉湾西侧主要河流的入海口海域。通过对孟加拉湾周边几个主要河口海域7年内的(2002-2008)月平均降雨量及月均SSC的回归分析发现,河口区的SSC与累积降水量之间表现出显著的相关性(p<0.05)。苏门答腊岛以西震源附近海域的SSC则与累积降雨之间没有显著相关性。海啸发生后短期内近岸SSC的增加的主要原因是因为海啸潮水对浅海大陆架沉积物的再悬浮过程,以及海啸潮水回流带入的大量的陆源沉积物所致。此外海啸对近岸生态系统尤其是近岸植被的破坏以及对河口湿地的排水模式的毁坏造成植被水土保持能力的减弱,从而导致孟加拉湾海域悬浮物质在长期内的显著增加,尤其是在降雨充沛的9-11月份。海啸发生后震源附近海域以及主要河流的入海LJ海域的叶绿素浓度没有发生明显的变化。2005年一月中旬以后(主要在2005年1月19日到30日之间)在斯里兰卡东南部海域出现了叶绿素浓度的显著升高。叶绿素浓度距平分析表明其浓度升高了0.2-0.3mg.m-3,2005年1月份的月平均叶绿素浓度升高了0.08-0.15mg.m-3。对比同时期同区域的有色溶解物质(CDOM)和SSC的分布,可看出Ch1-a的升高的同时CDOM无升高但伴随SSC的升高。Ch1a浓度升高的位置随时间的推移表现出自东向西的迁移。   在海啸发生过后的一个月内,在斯里兰卡东南部海域(SES)的天气具有两个显著的特征:(1)2005年1月的累积降雨量较历史水平异常升高600mm眦;(2)与降雨量的激增相对应的是海表温度显著的降低约2℃。进一步的分析表明,在海啸发生过后较短的时间内(2004年12月26至2005年1月2日),海表温度在不同的位置的变化不同,在斯里兰卡东南部海域(SES),SST相对于震前显著下降,但是在海啸震中的西南部海域(SWE),SST则表现出明显的升高。相对于震前的SST,SWE区域的SST在2004年12月26至29期间异常升高了1-4℃。随着SST的变化,一系列海洋及大气活动也相继地发生了前后演替变化:首先海表风速在2005年1月3日起有明显地升高,并且持续到1月14日;随着风速的增强,累积降雨量也出现的明显且持续的增加,并且一直持续到1月18日;随风雨天气的发展,SWE以及SES区域的海表温度开始显著下降;同时从1月中旬开始,SES区域的叶绿素浓度开始出现渐进而明显地升高,叶绿素浓度在1月30日以后降低并消失。2005年1月份的潜热通量在SES区域显著地降低,但是在SWE区域则显著地升高,这与SST在2005年1月份的分布吻合。SST的升高引起海水的蒸发和潜热的释放,并通过一系列大气及海洋活动的反馈和相互作用,从而导致局部气候的变化。气候因子如海表风及降雨能够增加海水垂直交换,使海表层富营养化进而促进浮游植物的生长。而海啸潮水回流时带回的陆源沉积物及其对近岸海底沉积物的再悬浮作用,都能导致海水悬浮物质的增加,进而促进表层海水的富营养化和浮游动植物的生长。   综上所述,海啸发生过后短期和长期内,海水悬浮物质浓度在近岸和外海都发生了明显的增加,此外斯里兰卡东南部海域的降雨和海表风等大气活动也发生了明显的变化。海啸发生后近一年的悬浮物质浓度在河口区域的增加表示海啸对孟加拉湾周边生态环境具有长久持久的影响。
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