2026年1月12日阿根廷马德普拉塔(Mar del Plata)沿岸致命破坏性气象海啸(meteotsunami)的多共振机制与海岸响应分析

《Natural Hazards》:Destructive meteotsunami with fatal consequences on 12 January 2026 at Mar del Plata (Buenos Aires Province, Argentina)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月31日 来源:Natural Hazards 4.5

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  2026年1月12日,阿根廷布宜诺斯艾利斯省马德普拉塔(Mar del Plata)沿岸发生气象海啸(meteotsunami),造成1人死亡、30余人受伤以及沿海基础设施严重破坏。该气象海啸在Quequén港记录到的最大波谷至波峰波高为51 cm,在马德普拉

  
2026年1月12日,阿根廷布宜诺斯艾利斯省马德普拉塔(Mar del Plata)沿岸发生气象海啸(meteotsunami),造成1人死亡、30余人受伤以及沿海基础设施严重破坏。该气象海啸在Quequén港记录到的最大波谷至波峰波高为51 cm,在马德普拉塔港为107 cm,在位于港外的马德普拉塔验潮站为82 cm,主周期约为20至77 min。本研究利用高分辨率观测、卫星和雷达影像以及ERA5再分析(ERA5 reanalysis)场,对此次事件开展综合海洋学与气象学分析。结果表明,气象海啸可由冷锋过境引起的大气扰动与沿岸海洋相互作用产生,并可能涉及多重共振机制。在马德普拉塔以南,与大气重力波(atmospheric gravity waves, AGWs)相关的高频气压扰动以22–25 m s?1的速度向东北传播,产生的海洋响应符合Proudman共振(Proudman resonance)。在马德普拉塔附近,主导强迫似乎与锋面边界的沿岸平移有关,其条件有利于边缘波Greenspan共振(edge-wave Greenspan resonance),导致传播波显著放大,并在海岸湾澳中产生持续振荡。结果表明,大气强迫的空间变化、海岸线走向和港口几何形态控制海平面响应,其中Proudman共振在马德普拉塔以南占主导,而Greenspan共振可能出现在马德普拉塔附近。最大振荡发生在马德普拉塔与Mar Chiquita潟湖(Mar Chiquita Lagoon)之间。
论文解读:

研究背景与问题:西南大西洋沿岸已记录到多次无地震强迫的海啸频带海平面振荡,即气象海啸(meteotsunami,指由大气扰动而非地震引发的海啸频带海平面振荡)。布宜诺斯艾利斯省沿岸气象海啸活动频繁,典型振幅约为0.3 m,主周期为15–160 min;冷锋过境期间产生的大气重力波(AGWs,指大气中浮力恢复力驱动的波动)被认为是主要强迫机制,且当这些波动平行于海岸传播时放大增强。然而,该区域仅有有限数量的大振幅事件得到较完整记录,且不同海岸段、港口与开放海岸的放大机制仍不清晰。2026年1月12日事件造成人员死亡和严重沿海影响,因此有必要开展高分辨率海洋学与气象学综合分析。

研究设计与意义:研究人员综合高分辨率海平面与气压观测、卫星和雷达影像以及ERA5地面和高空再分析场,分析该事件的物理机制、传播特征与海岸响应。研究提出,冷锋相关大气扰动与沿岸海洋相互作用可触发多重共振机制:马德普拉塔以南可能以Proudman共振(Proudman resonance,指移动气压扰动速度接近长波波速时的共振放大)为主,马德普拉塔附近可能涉及边缘波Greenspan共振(edge-wave Greenspan resonance,指移动气压扰动激发沿岸边缘波的共振),并叠加港口放大。该研究强调大气强迫空间变化、海岸线走向和港口几何形态对海平面响应的控制作用,对理解西南大西洋开放海岸气象海啸的生成与放大具有重要意义。

关键技术方法:研究人员采用多站高分辨率验潮与气压观测,潮位站来源包括Quequén港、Mar del Plata港内MP1/MP2与港外MP3、Atalaya、San Clemente del Tuyú、Montevideo、Flores Island和La Paloma,气压站包括Claromecó、Balneario San Cayetano、Ramón Santamarina、Tres Arroyos、Mar del Plata、Villa Gesell、Mar de Ajó和Maldonado;结合GOES-19可见光卫星、RMA6天气雷达及ERA5再分析(地面与850/500 hPa)资料。对潮位进行校时、补缺、去尖峰和最小二乘去潮,采用3 h Kaiser–Bessel(KB,谱窗/滤波窗)高通滤波与KB窗谱分析,并以事件/背景谱比、频率-时间(f-t)图和港口导纳(admittance)函数识别共振。

研究结果:

Observations(观测):通过多站验潮记录及去潮处理,研究人员发现Quequén港、Mar del Plata港内MP2与港外MP3等站记录到显著高频海平面振荡;预测高潮与事件时段、涌浪带波高等背景条件也被用于解释观测。最大海平面振幅出现在Mar del Plata港内及港外站点,MP1与MP2响应相近,故一般分析采用MP2,讨论港内响应时同时考虑MP1与MP2。

Description of the event(事件描述):通过仪器记录、视频影像和目击者报告,研究人员确认当地时间约16:30(19:30 UTC)发生突发退水后快速增水,天气晴朗且气温接近38 °C;无地震活动或明显海底滑坡迹象,故判定为“好天气”气象海啸(good-weather meteotsunami)。事件在La Perla、Playa Grande及Santa Clara del Mar等地造成海滩人员撤离和混乱,并在Mar Chiquita潟湖口门附近形成危险流速,导致1名年轻男子被冲走死亡;共1人死亡、30余人受伤。

Atmospheric situation(大气形势):通过ERA5、GOES-19、RMA6雷达和沿岸气压序列,研究人员识别出冷锋过境、沿岸低压槽和明显风切变:Mar del Plata风向由西北转西南,约1 h内降温近10 °C。卫星显示Quequén港近海锋后有组织深对流,雷达显示锋面边界呈窄反射率带并沿岸北移,估计锋面平移速度约为4.3 m s?1。西南部四个站出现高频气压扰动,推断AGWs传播速度约为22.5–24.8 m s?1;而Mar del Plata本地气压记录未见清晰AGW高频信号,仅见锋面过境相关气压阶跃。

Sea level(海平面):通过3 h高通滤波序列、f-t图和谱分析,研究人员发现事件最先在Quequén港记录,最大波谷至波峰波高51 cm(18:00 UTC);随后MP2记录104 cm(19:40 UTC)、MP3记录82 cm(19:42 UTC)。San Clemente del Tuyú为20 cm,Flores Island为19 cm,Montevideo港为38 cm,Atalaya为10 cm,La Paloma为26 cm;Necochea和Villa Gesell未报告事件,显著影响主要限于Mar del Plata至Mar Chiquita一带。f-t图显示QP能量集中于15–30 min,MP2约20–40 min,MP3约15–60 min并于后续数小时维持约60 min能量;乌拉圭站点呈宽带放大但主周期各异。谱比显示各站“源函数”差异明显,指示大气气压强迫在时间和空间上快速演变,主要强迫频带约为0.4–6 cph,峰值约0.75–4 cph。

Discussion(讨论)总结:通过QP至MP3约102 min的时间滞后和约135 km距离,研究人员估算气象海啸沿岸传播速度约22.1 m s?1,与AGW速度22–25 m s?1及内陆架长波速度约20–25 m s?1接近,支持Proudman共振;陆架静振基阶周期大于7 h且最大信号呈单一显著波,难以用陆架共振解释。Mar del Plata附近锋面沿岸速度约4.3 m s?1,基阶(n=0)边缘波在T≈51 min时波速与锋面速度匹配,且位于f-t图15–60 min频带并接近MP3宽谱峰,支持可能的Greenspan共振;最大波峰与气压最低值相位一致,海岸线走向变化(Cabo Corrientes以南及Mar Chiquita潟湖口以北方位角改变)可调制边缘波激发效率。研究人员提出可能的两阶段过程:AGW驱动初始气象海啸快速沿岸传播,随后边缘波模态选择性放大;北侧15–30 min能量持续超过24 h,可能与沿岸边缘波模态向Río de la Plata传播、部分捕获及河口-陆架系统反射/部分共振有关。港口分析表明Mar del Plata港主共振周期约26.5 min,品质因子Q≈4.5–4.6,属中等共振系统;港内最大波高107 cm和104 cm,港外82 cm,放大相对温和,沿岸传播可能限制港口共振激发;Quequén港呈约19 min双峰,Montevideo港见约85和20 min弱峰。与半封闭海湾/港湾主导的典型气象海啸不同,本案例显示开放海岸条件下Proudman共振与可能的边缘波Greenspan共振可共同主导大振幅波形成。

研究结论翻译:本研究基于高分辨率验潮站与气压观测及再分析数据,对2026年1月12日阿根廷布宜诺斯艾利斯省马德普拉塔沿岸发生的致命气象海啸进行了海洋学与气象学刻画。结果表明,此次大振幅气象海啸(开阔海岸记录最大高度超过1 m)由冷锋过境期间大气扰动与沿岸海洋相互作用产生,涉及Proudman共振、Greenspan共振以及港口放大。马德普拉塔以南,与AGWs相关的高频气压扰动以22–25 m s?1传播,产生以相同速度向北传播的海洋响应,符合Proudman共振。马德普拉塔附近,本地气压记录未检测到清晰AGW信号,提示主导强迫与锋面边界沿岸传播有关;基阶(n=0)边缘波波速在T≈51 min时与锋面速度(4.3 m s?1)匹配,位于f-t图中15–60 min频带内,与可能的Greenspan共振一致。该解释还得到以下事实支持:海平面振荡限于Mar del Plata至Mar Chiquita潟湖口之间的海岸段,该处海岸线走向可能有利于边缘波激发;但仍不能完全排除近海AGWs。总体而言,结果表明多重共振机制和海岸线几何形态共同促进西南大西洋沿岸气象海啸的生成与放大;其相对贡献无法仅凭现有观测完全分离,需要由真实大气场强迫的专门海洋数值模拟进一步评估。
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