基于郁陵岛遥测数据重建2020年台风"美莎克""海神"与2024年能登半岛海啸对韩国东海岸的海平面频谱影响研究

本研究针对日本海频发的台风与海啸灾害，创新性利用距韩国东海岸120公里的郁陵岛（Ulleungdo）作为参考站，通过计算该岛与5个大陆潮位站的传递函数Tj(ω)，成功重建了2020年台风Maysak、Haishen及2024年能登半岛海啸的频谱特征。研究发现除釜山和加德岛站的海啸频谱存在衰减外，重建频谱与实测高度吻合，并首次揭示了台风与海啸源函数（source functions）的频谱差异：台风能量呈全频段递增，而海啸呈"穹顶状"集中于1.5-10 cph（周期40-6分钟）。该成果为东亚海域灾害预警提供了新方法。

　　

日本海作为气象与地震灾害的高发区，其东部的韩国海岸线长期遭受风暴潮、异常假潮（seiches）和海啸的威胁。1959年台风Sarah曾造成669人死亡，2002年台风Rusa导致246人失踪，而20世纪发生的4次重大海啸（1940-1993年）均对该区域造成显著破坏。然而，日本海缺乏类似DART（深海海啸评估与报告系统）的远海监测站，制约了灾害预警精度。在此背景下，俄罗斯科学院希尔绍夫海洋研究所的研究团队提出了一个创新思路：利用距离韩国东海岸120公里的火山孤岛——郁陵岛（Ulleungdo）作为天然"参考站"，通过其相对平滑的背景频谱特征，建立与大陆站点的传递函数模型，进而重建极端事件频谱。这项发表于《Ocean Engineering》的研究，不仅验证了远程岛屿数据在海岸灾害预测中的可行性，更首次系统比较了台风与海啸的源函数差异。

研究团队采用三大关键技术：1）基于郁陵岛与韩国5个潮位站（包括韩国海峡的釜山、加德岛站）的2020年8月31天背景海平面数据，采用Bohman窗函数计算传递函数T_j(ω)；2）将2020年台风Maysak、Haishen和2024年能登半岛海啸的郁陵岛实测频谱作为输入，结合传递函数重建大陆站点频谱；3）通过比较重建与实测频谱，评估模型精度，并推导三类事件的均值源函数。

【结果部分】

1. 传递函数特征：郁陵岛与大陆站点的传递函数显示，韩国东海岸站点（如束草、东海、浦项）对1-5 cph频段能量增强显著，而韩国海峡站点呈现高频（>8 cph）选择性衰减。

2. 台风频谱重建：对2020年台风Maysak和Haishen，重建频谱在除釜山站外的所有站点与实测相关系数超过0.85，证实传递函数对气象强迫事件的普适性。

3. 海啸频谱异常：2024年能登半岛海啸在釜山和加德岛站的重建频谱显著高估实测值，研究者归因于韩国海峡复杂地形对长周期（>40分钟）波动的耗散效应。

4. 源函数差异：台风源函数呈现0.5-12 cph全频段能量单调递增，而海啸源函数在1.5-10 cph形成特征性穹顶峰，峰值对应6-40分钟周期，反映两者激发机制的物理本质差异——台风能量输入具宽频特性，海啸则受震源破裂尺度控制。

【结论与意义】
该研究证实了孤岛遥测数据在海岸灾害频谱重建中的有效性，建立的传递函数模型能准确预测台风引发的海平面振荡。对于海啸事件，研究首次揭示韩国海峡作为"频谱过滤器"的作用，这对未来海啸预警模型的区域修正具有指导价值。通过对比两类灾害的源函数，为区分气象与地震成因的海洋极端事件提供了频谱指纹特征。值得关注的是，郁陵岛作为日本海目前唯一的远海参考点，其数据价值堪比西北太平洋的DART系统，该成果为缺乏深海观测网的半封闭海域灾害研究提供了新范式。研究者建议将类似方法推广至对马海峡等关键水道，以完善东亚海域的多灾种早期预警体系。