科研动态 | 我院博士生李发渟在JGR: Oceans 发表论文：南海海啸沉积研究取得新进展

       近日，我院李琳琳教授团队联合京都大学防灾研究所NobuhitoMori教授、台湾阳明交通大学Yu-LinTsai助理教授，在南海海啸沉积形成机制研究方面取得新进展。相关成果以“Effects of Astronomical Tide on Tsunami-Induced Sediment Transportation: A Case Study of Nan'ao Island in the South China Sea”为题，发表于国际海洋科学领域期刊Journal of Geophysical Research: Oceans（JCR：3.4/Q1）。该研究聚焦受潮汐影响显著的海岸环境下天文潮对海啸传播与沉积形成的影响，揭示了不同潮位阶段可显著改变海啸淹没范围及沉积保存结果，为南海古海啸沉积解释和海啸灾害评估提供了新的科学依据。

  近年来，南海海啸沉积问题逐渐受到关注，已有研究在海岛、近岸低地、泻湖和近海钻孔中发现多处疑似海啸沉积（Sunet al., 2013; 杨文卿等, 2019, 2020；王伟涛等, 2025；王喻鸣等, 2023；Wanget al., 2025; Tan et al., 2025），为重构南海古地震和古海啸提供了重要的数据支撑。相关研究主要集中于海啸沉积的新发现、沉积记录的地质解释以及海啸波传播与淹没的数值模拟。然而，针对海啸沉积的数值模拟研究仍较为缺乏。关于海啸到岸时潮位高低及潮流背景如何影响沉积侵蚀、搬运与堆积过程的研究仍处于空白。事实上，在潮汐作用显著的海岸环境中，天文潮不仅会改变近岸总水深，还会影响海啸波在浅水区的传播、爬升和回流过程，进而显著调制沉积物的侵蚀、搬运和沉积结果。因此，厘清天文潮对海啸沉积形成的影响，是提升古海啸研究解释能力和海啸灾害评估可靠性的重要科学问题。

本研究以南海北部南澳岛青澳湾为典型研究区（图1），该区域已有前人研究在此发现约1000年前海啸沉积踪迹（杨文卿等, 2019），选取马尼拉海沟潜在Mw9.0地震海啸情景，基于COMCOT-SED海啸沉积数值模型，开展了包含时变天文潮的海啸—潮汐耦合模拟。研究设置了高潮、低潮、涨潮和落潮四种典型潮相，系统比较了不同潮位及潮流条件下海啸传播、陆上淹没以及沉积响应的差异。

图1南海区域及模型嵌套网格计算域。（a）南海历史海啸记录、疑似海啸沉积及潜在海啸源分布；（b）南澳岛及周边主要城市位置；（c）青澳湾裸地高程图

   研究结果表明，天文潮并非简单的背景条件，而是影响海啸沉积形成与保存的关键控制因素。其中，潮位高低是控制陆上淹没范围（图2）和沉积分布（图3）的主导因素，潮流速度与方向则起到次级调制作用。高潮条件下，海啸更容易越过地形屏障进入低洼平原，海洋沉积物也更容易向陆搬运并形成较厚沉积；低潮条件下，受地形阻挡作用影响，海啸进入陆地的能力明显减弱，部分区域甚至难以形成可识别沉积。不同潮相之间，模拟的淹水通量和最终沉积体积可表现出显著差异，说明潮汐背景对海啸沉积形成具有不可忽视的调制作用。

图2不同典型潮相条件下青澳湾海啸—潮汐耦合模拟的淹没深度分布及虚拟潮位站点水位变化。

图3不同潮相条件下青澳湾海啸沉积厚度空间分布及典型剖面变化。图中海啸沉积厚度采用原始厚度的 1.5 倍垂向放大显示。

   值得注意的是，该成果与团队前期关于南澳岛潜在海啸沉积的研究形成了紧密衔接(Li et al., 2024)。前期研究通过正向数值模拟，重点探讨了南海潜在海啸沉积可能对应的震源类型、沉积形成过程及其保存条件，指出马尼拉海沟极端地震情景能够较好解释南澳岛青澳湾的疑似海啸沉积记录。在此基础上，本次发表于 JGR: Oceans 的研究进一步回答了“不同潮汐背景会如何改变沉积形成和保存”这一关键问题，推动南海海啸沉积研究从“潜在来源判别”走向“形成机制细化”。

   此外，本研究也与前人关于南澳岛疑似海啸沉积的野外调查成果形成了良好呼应。已有研究在南澳岛识别出约 11 cm 厚的疑似海啸沉积层（杨文卿等, 2019）。本研究进一步表明，即便海啸源相同，海啸到达时的潮位阶段不同，也可能导致最终沉积厚度和空间分布明显不同。这意味着，古海啸沉积的保存不仅取决于海啸本身的规模，也与海啸发生时的潮汐背景密切相关。

   该研究从动力学角度揭示了天文潮通过改变总水深、流速和水体通量，进一步影响沉积物输运速率和最终沉积分布的作用机制，为南海古海啸沉积解释、海啸灾害评估和沉积记录反演提供了新的定量依据。研究表明，在潮汐作用显著的沿海区域，若忽略天文潮背景，可能低估或误判海啸沉积记录的形成条件。因此，在未来海啸沉积模拟和古海啸重建研究中，应更加重视海啸—潮汐耦合作用及其带来的影响。

           论文第一作者为我院博士生李发渟，通讯作者为我院李琳琳教授。该研究得到国家重点研发计划（2023YFC3008600）、广东省“珠江人才计划”引进创新创业团队项目（2021ZT09H399）以及南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）资助项目（SML2024SP031、SML2024SP010）等支持。

         论文链接：Li, F., Li, L., Tsai, Y.-L., & Mori, N. Effects of Astronomical Tide on Tsunami-Induced Sediment Transportation: A Case Study of Nan'ao Island in the South China Sea. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2026.

DOI: 10.1029/2025JC023096

相关参考文献：

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供稿：李发渟  李琳琳

初审：董晓涵  黄荣

审核：郑义  徐永怡

审核发布：孔晓慧