月球轨道的缓慢摆动与季节共同定下月度基调
每月大潮不同,最大的天文原因是月球轨道的缓慢变化,称为月球进动。在大约18.6年里,月球轨道的倾斜方式会略微抬高或压低最高的天文潮位。一个纳入了这一效应的预测框架发现,月球进动广泛影响高潮位,在曼谷、加的夫和马尼拉尤为明显[1]。另外,一项美国研究显示,把海平面上升与潮汐振幅的这种交点周期结合起来,可能使高潮位泛滥的发生频率出现急剧跃升,2030年代中期可能让美国多个沿海地区出现快速增加[2]。
除了月球的周期,海洋本身也有季节节律。海平面在一年中并非恒定:冰层提前融化或推迟冻结、海洋环流发生转变时,海平面都可能上升[1]。在美国,年周期和短期海平面异常会造成极端季节或月份,许多高潮位泛滥日集中出现[2]。一个针对美国潮位站的预测模型依靠天文潮预报、海平面趋势,以及月度海平面异常倾向于持续的特点——也就是说,一个高海平面月份之后往往还跟着一个高海平面月份——来提前数月预报泛滥情况[3]。
当地地理决定哪几个月最糟
由于月球周期与季节性海平面在每处海岸的组合方式不同,高潮位泛滥最严重的月份并非各地一致。在对热门旅游目的地的预测中,曼谷预计有89%的高潮位泛滥日出现在10月至2月之间,而马尼拉在6月至8月的频率预计比其他任何月份高出近四倍。杰克逊维尔的泛滥集中在10月至12月,纽约市则最常见于10月和12月[1]。这些差异说明,月度高潮位规律是一种地方特征,而不是全球统一的规则。
在河口,海床本身也会逐月变化并改变潮汐。在中国钱塘江口,除了通常的大小潮周期之外,还出现了强烈的季节性水位变化。一次河流洪水可能侵蚀河床,使上游河段的潮差翻倍,之后在正常河流流量下,泥沙淤积又逐渐将其减小。在一个月或一个大小潮周期内,上游河口的潮差与河口处的潮差吻合得很好,但把整年数据放在一起考虑时,这种关系就变得模糊,因为河道形状一直在演变[4]。
为什么少数几个月可能比年均值更重要
月度集中现象有一个实际后果:一个沿海社区可能在某个或某个季节经历关键数量的高潮位泛滥日,而这比这种频率成为全年常态要早一二十年[2]。换句话说,年均值可能低估最严重月份的风险。这就是为什么按月精细预测对规划者和旅行者有用——它们不仅指出哪些年份,还指出哪些月份最可能带来反复泛滥[1]。
同样的月度信号也出现在泛滥之外的沿岸水域。在日本丰后水道,潮汐锋——充分混合水与分层水之间的边界——的强度以半月为周期变化,而这种半月规律取决于月份,因为背景层结和余流会随季节变化[5]。这与潮高的测量方式不同,但强化了同一个观点:潮汐行为有一种由月球和季节共同塑造的月度节律。
本文引用的文献
热门旅游目的地近期高潮位泛滥预测
一个纳入月球进动和季节性海平面变化的高潮位泛滥预测框架发现,月球进动广泛影响高潮位,并且预测的泛滥在不同城市集中在特定月份或季节。
美国高潮位泛滥预测中的快速增加与极端月份
海平面上升与潮汐振幅交点周期调制的结合,可能使未来美国高潮位泛滥出现急剧拐点,而年周期加上海平面异常会导致泛滥日集中的极端季节或月份。
美国沿海季节性高潮位泛滥预测
一个统计模型利用天文潮预报、海平面趋势、月度海平面异常的持续性和气候学非潮汐余量,能在大多数测试过的美国潮位站提前数月至数年预测每日高潮位泛滥的可能性。
钱塘江口的季节性潮汐动力学:地貌演变的重要性
在钱塘江口,季节性河流流量和地貌变化造成了超出大小潮周期的强烈季节性水位变化,洪水后的河床侵蚀能使上游河段的潮差翻倍。
日本丰后水道潮汐锋的潮内特征及其大小潮与季节变化
在丰后水道,潮汐锋的强度以半月为周期变化,而这种半月变化取决于月份,因为背景层结和余流会随季节变化。
