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在几内亚比绍这个潮汐作用显著的西非低洼沿海国家，频发的大潮汛影响着红树林稻田的粮食生产。研究人员利用高分辨率沿海海洋模型（CROCO），分析潮汐特征、放大及畸变机制。发现潮汐在沿海和河口放大，且存在不对称性，这对理解当地潮汐动力学意义重大。
几内亚比绍，这片位于西非的土地，有着独特的沿海和河口环境。它拥有广阔而浅的大陆架，深度不足 50 米，与西非其他以沙质、微潮、波浪主导的海岸不同，几内亚比绍的海岸和河口以泥质为主，属于大潮环境，且波浪能量较低。这里的红树林稻田是重要的粮食生产地，然而，频繁来袭的大潮汛却成了当地农业发展的 “拦路虎”。每年，大潮都会冲垮防护堤，淹没大量农作物，致使可耕地不断减少，严重威胁着当地的粮食安全。
此前，虽然人们知道几内亚比绍的潮汐现象明显，是西非潮汐范围最大的国家，其主要潮汐成分 M2从南部向北传播，但对于潮汐在沿海和河口地区的具体特征、行为模式等了解十分有限。为了填补这一空白，来自多个机构的研究人员开展了相关研究，其研究成果发表在《Estuarine, Coastal and Shelf Science》上。
研究人员运用了高分辨率沿海海洋模型（CROCO）进行研究。为确保模型的准确性，他们利用了开阔海岸的测高数据以及几内亚比绍河口部署的潮汐测量仪数据进行校准和验证。这些潮汐测量仪是 “Mangroves, mangrove rice and mangrove people - sustainably improving rice production, ecosystems and livelihoods” 项目的一部分，自 2021 年 4 月起，在河口地区共设立了 15 个站点，为研究提供了有力的数据支持。
研究结果
- 沿海潮汐特征：研究结果证实几内亚比绍拥有西非最大的潮汐范围。在大陆架上，比热戈斯群岛之前的区域，潮汐就展现出独特的性质。通过绘制潮汐范围、振幅和主要成分的格林威治相位图，研究人员详细分析了潮汐特征。
- 潮汐放大机制：潮汐放大首先发生在沿海水域，这主要是因为宽阔大陆架引发的共振作用。当潮汐进入河口后，放大效应进一步增强，尤其是在热巴河（Geba）航道，潮汐范围可达 7 米。这一方面是由于潮汐能量从南部经比热戈斯群岛传播时的 “漏斗效应”，另一方面，半日潮存在四分之一波长（模式 0）的共振现象。而在较小的河口（如布巴河口），由于不存在 “漏斗效应”，潮汐主要通过与反射波的共振来实现放大。
- 潮汐不对称性：研究发现，几内亚比绍的潮汐存在强烈的不对称性。在热巴河，由于谐波与模式 1 共振，在布巴河口与模式 0 共振，导致了这种不对称性的产生。在热巴河航道，不对称性以及与前进波相关的斯托克斯漂移（Stokes drift）导致了潮汐的涨落差异，河口处落潮占主导，这可能是比热戈斯群岛持续淤积的原因之一。而其他以驻波为特征的较小河口则更典型地表现为涨潮占主导。
- 对水流和滞留时间的影响：上述潮汐的各种特征影响了几内亚比绍沿海和河口地区的水流，进而改变了水体的滞留时间。不同区域潮汐的差异使得水流情况复杂多样，这种变化对当地的生态系统和物质输运有着重要意义。
研究结论与讨论
该研究深入剖析了几内亚比绍潮汐的放大和畸变机制，揭示了潮汐在沿海和河口地区的复杂行为。通过明确潮汐特征、共振属性、能量通量和消散、不对称性以及由此产生的欧拉和拉格朗日环流和滞留时间等方面，为理解几内亚比绍的潮汐动力学提供了全面的视角。这对于预测潮汐对当地生态系统和人类活动的影响至关重要，有助于制定更有效的沿海管理策略，保护红树林稻田等重要生态和农业区域，同时也为其他类似的低洼沿海地区提供了宝贵的研究范例，推动了全球对沿海潮汐动力学的进一步理解和研究。
