美国北卡罗莱纳州海岸线变化及军事两栖训练

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1、介绍

海岸形态和海洋状况的动态特性对跨越海陆界面输送人员和设备是一个特殊挑战,比如:如何确定那些具有潜在危险的水深特征所在位置,如何评估滩头集结地点在一定时间范围内的稳定性(时间范围可能从几小时到几个月不等)。此外还需要考虑:①近岸海底水深分布,②波浪和近岸环流,③基底地质。这些因素的合力会直接影响相邻海滩的形态和海岸线对风暴的响应,有可能导致形成局部侵蚀“热点”。对于沿着海滩集结的装备和人员来说,这些热点具有潜在的危险,但是单从一定时间内获得的航拍图像中不容易分辨出来。从大量文献可知,海岸带制图有以下几个复杂性:①近岸海域水深测量,②海浪和近岸环流,③下层地质结构。这些都能直接影响相邻海滩的形态变化和海岸线对风暴的反应。最近的研究进一步表明,甚至小尺度上的近岸海床水深特征(从几米深至数十米深不等)都可能对相邻海滩在风暴期间的相对稳定性产生重大影响。要想在未来的一个短期时间内(例如,几个小时到几个月不等)安排好极为宝贵的人员和装备集结,这些都是必备的关键信息。没有对近岸海床水深特征的动态特性的完整了解,或者对这些复杂特征如何影响相邻海滩的形态与相对稳定性缺乏足够细致的认识,就无法对选定的沿海突破点进行两栖机动和部队集结的可靠评估。

为了应对这一挑战,把当前最先进的海岸测量技术和对复杂海岸作用的量化分析结合起来,探究两栖登录集结所可能遇到的潜在危险,这一策略被应用到位于北卡罗莱纳州海军陆战队Lejeune 基地营(MCBCL)的昂斯洛海滩(图1)。为预测在潜在的海岸突破点进行登录和集结时所可能遇见的危险,我们找到几个必要的环境指标:①近岸海域水深梯度,②近岸沉积体,③海滩海岸线和植被线位置的变化。这些指标可以很容易地测量出来,并快速集成到地理信息系统(GIS)的数据库中。配合对相关海岸地质作用的量化分析,这些数据可以用来评估潜在的近岸海域水深危险,及对短期海岸线稳定性的实际预测,并最终用于评估该处海岸是否适合进行装备和人员的临时集结。

2、行文思路

首先介绍了背景中的军事意义和海岸侵蚀热点,接着介绍了研究方法(海图测绘、浅层地震测量、长期和短期海岸线变化、航拍测量、海岸线和植被线的提取),描述了结果并进行讨论,得出结论:

(1)简单的地形图和水深测量图表,哪怕看起来足够精确并且是最新获得的,在动态变化的沿海地区进行运输和人员与装备集结的决策时,经常是不够的,因为大多数地图和图表都是基于稀疏和静态的测量数据。即便是近岸海域海底水深的小尺度变化,也会显著影响相邻海岸线的稳定性。此外,已经发现,近岸海洋测深、地质作用和海岸线行为之间有强烈的互相反馈和彼此耦合的相互作用,简单的地形图和测深图不能反映这些作用。

(2)通过辨识若干易测量的环境指标(例如,近岸海域测深、近岸沉积、从航拍图像中得到的海岸线和植被线位置的变化),可以对海滩进行定量评估,确定这些区域是否适合未来开展军事行动。

(3)把这些指标与高分辨率水深测量数据、海底沉积等厚线地图以及相邻海滩区域的航拍图像结合起来,能够预测海滩附近的水深分布、地形变换及集结活动的危险区。

(4)对当前两栖训练活动的评估表明,如果军事活动与重大风暴同时发生,目前在昂斯洛海滩南部进行登录抢滩和人员集结训练活动的做法会对装备与人员造成损害。

(5)上述指标还需要进一步研究,尤其是需要在风暴活动期间,测量沿岸海洋浪参数的变化。随着研究进一步展开,我们可以提高对海滩潜在危险性的理解并得到更好的海岸带风险地图。

 

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