沙特阿拉伯海岸带信息系统用于管理吉达沿海水域

1、摘要

鉴于沿海地区浅水区需要引起重视,沙特阿拉伯的吉达海岸带信息系统(Jeddah-CIS),吸取德国基尔的经验,集成各类实时进行原地观测的传感器和流动及波浪操作模型,采用先进的交互式可视化技术,辅助管理者应对海岸地区的主要流体动力学风险,并可借助数字和通信技术开发国家级海岸带信息系统。

2、引言

人口增加产生的需求引发资源无节制使用,世界上许多沿海地区由此带来了威胁以及各种人类干扰。海平面上升、风暴强度和频率增强、海岸线侵蚀和沿海洪水泛滥将严重影响沿海地区和海岸生态系统。由于技术的进步,世界各地的国家级研究所和机构建立了全球运行模型和海洋操作模型,即时预报和预测复杂气象和水动力过程。利用信息管理系统能够为决策者在预测自然和人类对环境的影响和合适方案优选提供支持。本文介绍了沙特阿拉伯的吉达(Jeddah)海岸水域信息系统的设置和组成以及系统应用的结果。文章重点描述高分辨率空间和时间事后报告、即时预报和事前预测吉达附近的水位、海流速度和波浪。调整该系统的主要目的是对红海(Red Sea)的流动动力学和流动引起的运移过程形成更合理、更科学的认识,并辅助管理者应对海岸地区有关流体动力学的主要风险。

3、地质背景

红海是一个狭长型盆地,分隔非洲大陆和亚洲大陆,长约2000 km,平均宽大约220 km(见图1)。开发吉达海岸带信息系统(Jeddah Coastal Information System, 简称Jeddah-CIS)的主要目的是以高空间和高时间分辨率,准实时地即时预报并短期预测吉达附近区域的水位、海流速度和波浪。软件设计的主要目的是支持海岸带规划、协助主管部门管理航海和处理海上事故造成的污染。在发生事故时,预计信息系统会作出快速响应,即使航运事故或原油泄漏造成恶劣条件也是如此。

图1 红海(左)和吉达海岸带(右)调查区和原位测量设备部署

4、材料与方法

吉达海岸带信息系统(Jeddah-CIS)集成各类实时进行原地观测的传感器和流动和波浪操作模型。吉达海岸带信息系统主要包含四个组成部分(见图2):(1)传感器网络:进行原地观测,获取有关风速、水位和波浪的实时数据;(2)操作模型:准实时地即时预报和短时预测潮汐、风暴潮、波浪和海流,这些数据反过来可用于快速情景模拟;(3)数据库管理系统:包含总体控制、维护功能以及界面;(4)网页界面:向终端用户和公众提供信息可视化和传播。接下来详细的介绍了操作传感器、操作建模系统、数据库管理系统以及用于信息可视化和传播的用户界面。

图2 海岸带信息系统的结构及实时调查数据设备和外部数据源

5、结论

本文阐述了吉达海岸带网页版海岸带信息系统的成功开发和应用成果。为了促进整个红海地区的可持续化环境管理,有必要对现有具备全方位操作能力的系统进行修正和扩展。由于数字处理和通信技术最新的进步,我们认为应开发国家海岸带信息系统(National Coastal Information System),所有的系统宗旨是辅助决策者管理沙特阿拉伯的吉达沿海水域。

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