于傳海，徐敏＊，邱強(qiáng)，詹偉康，何慶友，曾信，周勇

1.中國科學(xué)院邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實驗室，南海海洋研究所，南海生態(tài)環(huán)境工程創(chuàng)新研究院，廣州 510301

2.南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（廣州），廣州 511458

3.中國-巴基斯坦地球科學(xué)聯(lián)合調(diào)查中心海洋分中心，伊斯蘭堡 45320，巴基斯坦

4.熱帶海洋環(huán)境國家重點(diǎn)實驗室（中國科學(xué)院南海海洋研究所），廣州 510301

數(shù)據(jù)庫（集）基本信息簡介

數(shù)據(jù)庫（集）名稱 中巴經(jīng)濟(jì)走廊瓜達(dá)爾港所在莫克蘭海域地質(zhì)與地球物理、海洋災(zāi)害數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)通信作者 徐敏（mxu@scsio.ac.cn）數(shù)據(jù)作者 于傳海、徐敏、邱強(qiáng)、詹偉康、何慶友、曾信、周勇數(shù)據(jù)時間范圍 巨浪（1992–2016年）、臺風(fēng)（1980–2020年）、地震（1960–2019年）地理區(qū)域基礎(chǔ)地質(zhì)地球物理數(shù)據(jù)地理范圍為20°N-30°N，55°E-70°E，其中包括莫克蘭俯沖帶、阿拉伯海北部、印度板塊北部、默里海脊、歐亞板塊南部陸地區(qū)域；地理區(qū)域范圍涉及的國家有巴基斯坦、伊朗、印度、阿拉伯等?；A(chǔ)海洋災(zāi)害數(shù)據(jù)地理范圍為0°N-30°N，40°E-90°E，其中包括整個阿拉伯海域、莫克蘭俯沖帶、北印度洋等海域；地理區(qū)域范圍涉及的國家有巴基斯坦、伊朗、印度、阿拉伯、緬甸、泰國、斯里蘭卡等。

1-5弧分?jǐn)?shù)據(jù)量 319.47 MB數(shù)據(jù)格式 *.grd，*.dat，*.txt，*.mat，*.xlsx，*.tif數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)址 http://www.doi.org/10.11922/sciencedb.01158基金項目 國家科技基礎(chǔ)調(diào)查專項（2018FY100505）；南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（廣州，GML2019ZD0205）；國家自然科學(xué)基金（91858207、41890813）?？臻g分辨率數(shù)據(jù)庫（集）組成數(shù)據(jù)集共包括6個數(shù)據(jù)文件，其中包括圖件數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)：（1）阿拉伯海巨浪（1992-2016）.xlsx是巨浪數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大小為9.91 MB；（2）北印度洋臺風(fēng)（1980–2020）.xlsx為熱帶氣旋數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大小為0.64 MB；（3）水位觀測站數(shù)據(jù).rar是莫克蘭海域沿岸4個水位站觀測數(shù)據(jù)，大小為0.58 MB；（4）SWH_AS.mat為阿拉伯海1992–2016年有效波高數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大小為144 MB；（5）Geophysics.rar為地形、沉積、重力（空間重力異常、布格重力異常、沉積重力異常、地殼布格重力異常）、地震位置、隨船測線重力、隨船測線高精度多波束數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大小為39.8 MB；（6）圖集.rar為包括隨船地震探測數(shù)據(jù)、海洋災(zāi)害分析（巨浪、熱帶氣旋、有效波高、風(fēng)暴潮、臺風(fēng)等）數(shù)據(jù)和海嘯模擬數(shù)據(jù)在內(nèi)的圖集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大小為123 MB。

引 言

印度洋占地球海洋面積的五分之一，控制了中國乃至整個亞洲的區(qū)域氣候、季風(fēng)變異，更是我國建設(shè)21世紀(jì)海上絲綢之路的咽喉要塞，是國家“一帶一路”倡議的重要戰(zhàn)略通道，直接影響到我國的資源、環(huán)境、海上安全保障等國家核心利益。北印度洋巴基斯坦外海的莫克蘭海溝是全球最淺、俯沖角度最小、沉積速率最快、研究程度較低的海溝，是研究地球“超低角度”俯沖與大地震機(jī)制的天然實驗室。該區(qū)域因其獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造特征，一直以來都是地震、海嘯、風(fēng)暴潮等大型自然災(zāi)害頻發(fā)地。包括“中巴經(jīng)濟(jì)走廊”終點(diǎn)站瓜達(dá)爾港在內(nèi)的重要港口區(qū)都面臨著海上自然災(zāi)害的重大安全威脅。因此，收集整理這一區(qū)域的基礎(chǔ)地質(zhì)地球物理和基礎(chǔ)海洋災(zāi)害數(shù)據(jù)是開展該區(qū)域海洋災(zāi)害研究與科學(xué)評估的前提基礎(chǔ)，對于“一帶一路”重要港口瓜達(dá)爾港的建設(shè)、沿岸的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展以及居民安全具有重要意義。

在科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項的支持下，中國科學(xué)院南海海洋研究所收集、實測、整理了瓜達(dá)爾港所在莫克蘭海域的基礎(chǔ)地質(zhì)地球物理數(shù)據(jù)和北印度洋海域基礎(chǔ)海洋災(zāi)害數(shù)據(jù)，并形成了情景地震下引發(fā)的海嘯對瓜達(dá)爾港區(qū)域災(zāi)害影響的相關(guān)模擬數(shù)據(jù)。包括地形、重力、沉積、斷裂構(gòu)造、歷史地震、地殼結(jié)構(gòu)成像、巨浪、波高、熱帶氣旋、臺風(fēng)路徑、風(fēng)暴、模擬海嘯等數(shù)據(jù)，形成中巴經(jīng)濟(jì)走廊瓜達(dá)爾港所在莫克蘭海域地質(zhì)與地球物理、海洋災(zāi)害數(shù)據(jù)集。

1 數(shù)據(jù)采集和處理方法

1.1 數(shù)據(jù)采集

1.1.1 基礎(chǔ)地質(zhì)地球物理數(shù)據(jù)

地形高程和水深數(shù)據(jù)收集自GEBCO最新的全球地形數(shù)據(jù)GEBCO_2020[1]。GEBCO全稱General Bathymetric Chart of the Oceans，包含了陸地地形和海水深度數(shù)據(jù)，GEBCO_2020網(wǎng)格是一個連續(xù)的全球海洋和陸地地形模型，是實測和估算地形的融合（測深數(shù)據(jù)融合了各種海洋儀器實測深度相關(guān)元數(shù)據(jù)），空間分辨率為15弧秒，由43200行86400列組成，數(shù)據(jù)下載地址為https://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/。莫克蘭海域數(shù)據(jù)集范圍為55oE–70oE、20oN–30oN（如圖 1），網(wǎng)格點(diǎn)為 3601×2401。

圖1 莫克蘭海域三維地形圖（黃線和紅點(diǎn)為航次測線位置）

空間重力異常數(shù)據(jù)取自全球衛(wèi)星重力異常模型V29[2]，空間分辨率為1弧分，數(shù)據(jù)下載地址為https://topex.ucsd.edu/cgi-bin/get_data.cgi。莫克蘭海域數(shù)據(jù)集范圍為 55oE-70oE、20oN-30oN（如圖2），網(wǎng)格點(diǎn)為 901×601。

圖2 空間重力異常圖

沉積厚度數(shù)據(jù)取自全球大洋與邊緣海沉積厚度數(shù)據(jù)庫GlobSed_V3模型[3]，空間分辨率為5弧分，總沉積物厚度網(wǎng)格在GlobSed_V2模型[4]基礎(chǔ)上結(jié)合了新數(shù)據(jù)和幾個區(qū)域海洋沉積物厚度圖，下載地址為 http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/sedthick。莫克蘭海域數(shù)據(jù)集范圍為55oE-70oE、20oN-30oN（如圖 3），網(wǎng)格點(diǎn)為 181×121。

圖3 沉積厚度分布圖

地震數(shù)據(jù)取自國際地震中心（ISC，International Seismological Centre），全球超過3000個以上的地震臺站對全球各個區(qū)域的地震信息進(jìn)行收集、分析處理、地震定位等，數(shù)據(jù)下載地址為http://www.isc.ac.uk./iscbulletin/。莫克蘭海域數(shù)據(jù)集范圍為 55oE-70oE、20oN-30oN，截至 2019 年 6月，陸上及附近海域大于6級地震數(shù)量為12個（主要位于陸上斷裂帶區(qū)域），2–6級地震數(shù)量為606個。歷史地震及斷裂分布（如圖4）主要來自相關(guān)參考文獻(xiàn)[5-8]。

圖4 莫克蘭海域沿岸及海上歷史地震、斷裂分布

地殼結(jié)構(gòu)成像數(shù)據(jù)基于2018年中巴首次北印度洋聯(lián)合航次獲取的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料。中巴航次是中國科學(xué)院南海海洋研究所牽頭領(lǐng)導(dǎo)的中國-巴基斯坦首次聯(lián)合考察航次，于2017年12月至2018年2月完成，航次歷時55天，由中國科學(xué)院南海海洋研究所“實驗3”號船執(zhí)行。來自國內(nèi)十多個科研院所以及巴基斯坦國家海洋研究所等巴方院所的七十多名隊員參加，林間任首席科學(xué)家，曾信任科考隊長，賽義德·伊姆拉姆·哈薩尼任巴方領(lǐng)隊。航次主要獲取了橫跨海溝的小多道反射地震和海底地震儀（OBS）測線數(shù)據(jù)。小多道反射地震采用隨船拖纜放炮的方式，電纜共24道，最小偏移距為34 m，道間距為3.125 m，采樣間隔為2 ms。海底地震儀觀測采用儀器投放到海底，然后沿測線隨船放炮的方式，共布放海底地震儀21臺，臺站間距約11 km，炮間距～220 m，放炮時間間隔90 s左右。測線長300 km，水深從0.2 km到3.76 km，跨越了3個板塊，從歐亞板塊水深1050 m的增生楔延伸至阿拉伯板塊水深3250 m的深海平原再到印度板塊水深220 m的默里海嶺（測線位置如圖1所示）。此外，航次還隨船沿測線采集了重力異常數(shù)據(jù)和多波束數(shù)據(jù)。船測重力異常數(shù)據(jù)表中有3列數(shù)據(jù)，含義分別為緯度、經(jīng)度、序號、重力異常（mGal）、測線序號、時間，數(shù)據(jù)點(diǎn)個數(shù)為977 641個。船測高精度多波束數(shù)據(jù)已插值為網(wǎng)格數(shù)據(jù)，沿測線網(wǎng)格點(diǎn)2104×200，由于沿測線水深不同其分辨率略有不同，但最低分辨率大于10 m。對于中巴科考航次隨船探測數(shù)據(jù)，本數(shù)據(jù)集提供沿測線的隨船重力數(shù)據(jù)、多波束數(shù)據(jù)的dat或grd處理結(jié)果數(shù)據(jù)，小多道數(shù)據(jù)和地殼結(jié)構(gòu)成像初步模型結(jié)果數(shù)據(jù)提供tif圖件數(shù)據(jù)。

1.1.2 基礎(chǔ)海洋災(zāi)害數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)海洋災(zāi)害包括巨浪、風(fēng)暴潮以及熱帶氣旋。阿拉伯海海表波高數(shù)據(jù)（Globalwave L2 data）來源于http://globwave.ifremer.fr/products/l2-data-products，用于計算阿拉伯海和莫克蘭海域巨浪發(fā)生頻率，該數(shù)據(jù)融合了多個單道衛(wèi)星高度計產(chǎn)品（GFO，T/P，ers2，Envisat，Jason1）（圖5，以2004年7月26日的有效波高為例展示），是目前較為全面的觀測數(shù)據(jù)集[9]。莫克蘭海域沿岸4個水位觀測站（圖6）長時間序列來源于全球海平面觀測系統(tǒng)（Global Sea Level Observing System，GLOSS）[10]，數(shù)據(jù)可下載于夏威夷大學(xué)海平面中心（http://uhslc.soest.hawaii.edu/network/）。不同水位站點(diǎn)數(shù)據(jù)采樣頻率、時間長度和質(zhì)量控制不一，具體可見https://gloss-sealevel.org/gloss-stationhandbook。初始水位數(shù)據(jù)經(jīng)過檢查和校正明顯錯誤（剔除異常數(shù)據(jù)、糾正時間偏移、對間隔小于25小時的缺測數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插等）后，用于計算并評估莫克蘭海域風(fēng)暴潮增水。1980-2020年熱帶氣旋軌跡數(shù)據(jù)來源于International Best Track Archive for Climate Stewardship（IBTrACS）。該數(shù)據(jù)融合了國際上所有專業(yè)區(qū)域氣象中心的熱帶氣旋資料，是目前全球最完整的熱帶氣旋數(shù)據(jù)集。在原始熱帶氣旋軌跡數(shù)據(jù)集中，主要提取了阿拉伯海海域熱帶氣旋的時間、經(jīng)緯度、移動速度、移動方向、強(qiáng)度等級等信息，以分析氣旋數(shù)量和強(qiáng)度的時空變化特征（圖7）。

圖5 阿拉伯海Globalwave L2海表波高產(chǎn)品示例

圖6 莫克蘭海域沿岸水位觀測站點(diǎn)分布

圖7 1980-2020年阿拉伯海海域熱帶氣旋（a）軌跡及（b）強(qiáng)度等級

1.1.3 地震海嘯模擬數(shù)據(jù)

北印度洋莫克蘭俯沖帶發(fā)育有全球最緩的低角度俯沖、最寬的增生楔，是全球最特殊的地質(zhì)構(gòu)造結(jié)構(gòu)，具備有爆發(fā)大地震、特大地震的地質(zhì)環(huán)境。然而，莫克蘭區(qū)域的觀測網(wǎng)絡(luò)比較匱乏，目前莫克蘭東段沿海一帶，僅布設(shè)有3臺全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）觀測臺站，對研究該區(qū)域斷層活動性，以及斷層的能量累積狀態(tài)非常有限。

通過搜集和整合該區(qū)域最全、質(zhì)量最高、空間分辨率最強(qiáng)的衛(wèi)星觀測以及海洋地質(zhì)構(gòu)造、地球物理等多源數(shù)據(jù)，在莫克蘭俯沖帶區(qū)域，開展綜合性地震和海嘯災(zāi)害評估研究。衛(wèi)星觀測的地表形變數(shù)據(jù)時間段為2003-2010年，利用該數(shù)據(jù)模擬了沿斷層面走向3個區(qū)域的斷層平均耦合程度[11]。采用耦合度的模擬值集合斷層幾何模型以及累積能量的時間窗來估算斷層面上滑移的虧損量。對于斷層的幾何模型，采用目前最新模型Slab2.0[12]，能量累積的時間窗，從上一次大地震1851年開始計算至今，大概170年。此外，全球觀測到的大地震滑移分布沿斷層走向上通常呈高斯分布。因此，在斷層傾角方向，用斷層耦合程度來計算滑移虧損量；在斷層走向上，假設(shè)虧損滑移模型成高斯分布。最后得到的地震矩震級為8.1級。另外，考慮全球范圍俯沖帶增生楔內(nèi)高角度疊瓦狀逆沖斷層對海嘯波的放大效應(yīng)，加入了該區(qū)域主要的疊瓦狀斷層系統(tǒng)，得到地震矩震級為8.4級。最后，該區(qū)域的熱流觀測和動力學(xué)模擬研究表明該區(qū)域具有發(fā)生矩震級為9級地震的可能，因此，調(diào)整8.1級地震的滑移分布達(dá)到9級以考慮這種最壞的情景（圖8）。

圖8 滑移虧損模型（a）矩震級8.1級（b）矩震級9.0級，其中slip代表滑移虧損量，Iran-伊朗，Pakistan-巴基斯坦，India-印度，Makran subduction zone-莫克蘭俯沖帶，Murray Ridge-Murray海脊，Oman Sea-阿曼海。

根據(jù)以上新提出的滑移虧損模型，在北印度洋莫克蘭俯沖帶區(qū)域，采用非常成熟的數(shù)值模擬方法，模擬海嘯波從產(chǎn)生、傳播到陸侵的整個過程。本研究采用全球公開的高精度水深和陸地地形數(shù)據(jù)SRTM15+[13]（約500米）來模擬海嘯波在北印度洋區(qū)域的產(chǎn)生和傳播過程。海嘯波的傳播速度由水深決定，因此，高精度的水深數(shù)據(jù)對海嘯波的傳播、陸侵過程非常重要。本研究首先數(shù)字化瓜達(dá)爾港口水深數(shù)據(jù)并和SRTM15+陸地地形數(shù)據(jù)縫合，最后形成約30米精度的水深和陸地地形數(shù)據(jù)，應(yīng)用于瓜達(dá)爾港口海嘯波的傳播和陸侵過程模擬。

1.2 數(shù)據(jù)處理

1.2.1 基礎(chǔ)地質(zhì)地球物理數(shù)據(jù)

地形測深、空間重力異常、沉積厚度、地震分布等基礎(chǔ)地質(zhì)地球物理數(shù)據(jù)無需額外處理，可使用GMT軟件[14]直接成圖顯示。斷裂構(gòu)造、歷史地震等需要簡單統(tǒng)計分析和歸類，形成可視化較高的數(shù)據(jù)，如歷史地震發(fā)生頻率統(tǒng)計等（如圖9）。

圖9 歷史地震活動統(tǒng)計圖

重力數(shù)據(jù)需要校正海水層和沉積層密度異常的影響，從而獲取能夠顯示深部信息的布格重力異常數(shù)據(jù)。其中布格重力異常校正采用Fa2boug程序[15]計算完全布格重力異常，其中地殼基底密度取2.67 g/cm3。沉積層重力異常校正利用沉積巖與基底密度差隨深度呈二次函數(shù)變化的密度差–深度模型[16]，采用三維棱柱體重力異常積分公式獲得沉積重力異常的解析式[16-18]，從而計算沉積層引起的重力異常值。通過在完全布格重力異常中扣除淺層沉積重力異常的影響，獲取更能反映深部地殼信息和莫霍面起伏趨勢的地殼布格重力異常[18-19]。

地殼結(jié)構(gòu)成像數(shù)據(jù)需要對原始多道數(shù)據(jù)和海底地震儀（OBS）數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，反演計算，建立速度模型。其中小多道數(shù)據(jù)利用地震處理的常用軟件SeiSee[20]進(jìn)行簡單處理成像（如圖10），包括道編輯和炮編輯，內(nèi)插噪音道，表面一致性道均衡和帶通濾波（1-6-100-125 Hz）等。OBS的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)解編與裁截以及一系列的校正處理，寫成SEGY格式的數(shù)據(jù)，再通過帶通濾波（3–15 Hz）、均衡、折合等處理后得到各臺站的單臺記錄剖面。數(shù)據(jù)解編與裁截、格式轉(zhuǎn)換、炮檢距計算與觀測系統(tǒng)定義、OBS落點(diǎn)位置和時間延遲校正、炮檢距再計算與觀測系統(tǒng)再定義、頻率濾波、增益補(bǔ)償?shù)刃揎椥蕴幚?。其中?shù)據(jù)解編與裁截、格式轉(zhuǎn)換、炮檢距計算與觀測系統(tǒng)定義通過自編Matlab程序完成；位置和時間延遲校正，炮檢距再計算與觀測系統(tǒng)再定義，頻率濾波、增益補(bǔ)償?shù)刃揎椥蕴幚韯t利用OBSTOOL軟件[21]完成。

圖10 測線小多道地震成像圖（NW為西北、SE為東南）

1.2.2 基礎(chǔ)海洋災(zāi)害數(shù)據(jù)

有效波高大于4 m定義為巨浪事件，由此，某一觀測點(diǎn)上的巨浪發(fā)生頻率定義為：。此外，在評估巨浪發(fā)生頻率時空變化特征時，散點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)將進(jìn)一步被插值到1°×1°矩陣網(wǎng)格上（圖11）。

圖11 阿拉伯海巨浪發(fā)生頻率的季節(jié)性分布特征

水位觀測站的數(shù)據(jù)包含了潮汐信號，因此在分析風(fēng)暴潮增水時，首先要過濾局地潮汐水位的影響?；诔毕治龉ぞ甙黐22]（t_tide_v1.4beta），對原始水位時間序列進(jìn)行潮汐調(diào)和分析提取主要分潮的水位信息，過濾掉該潮汐信號后，剩下的水位即是風(fēng)暴潮水位信息（圖12）。圖12（a）中灰色點(diǎn)為站點(diǎn)原始觀測水位，黃色點(diǎn)表示第95百分位數(shù)水位，藍(lán)色點(diǎn)表示第5百分位數(shù)水位，紅色實線表示月平均水位，黑色虛線表示水位的趨勢線；（b）站點(diǎn)風(fēng)暴潮增水，黑色實線表示每個月最大風(fēng)暴潮增水，紅色實線表示每年風(fēng)暴潮最大增水。

圖12 巴基斯坦Chabahar水位觀測站（a）原始水位以及（b）過濾掉潮汐信號后的月最大風(fēng)暴潮增水

1.2.3 地震海嘯模擬數(shù)據(jù)

研究采用全球主流海嘯模擬軟件Cornell Multi-grid Coupled Tsunami（COMCOT）軟件包來模擬北印度洋莫克蘭區(qū)域海嘯波的產(chǎn)生、傳播和陸侵整個生命周期的演化過程。該數(shù)值軟件采用蛙跳方法，在球坐標(biāo)或者笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)下求解淺水長波方程。該軟件已經(jīng)通過大量、系統(tǒng)的理論和實驗驗證[23-25]。該軟件包實行嵌套網(wǎng)格的模式，考慮從最外層百米至千米級粗網(wǎng)格精度，到最內(nèi)層米級精度網(wǎng)格（表1），從而實現(xiàn)線性波在深水的傳播，到近岸非線性淺水波的傳播和變形情況的模擬，同時保持很高的計算效率。淺水長波的控制方程如下所示：

表1 嵌套網(wǎng)格系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置

方程（1）表示球坐標(biāo)系統(tǒng)下淺水長波方程的控制方程。其中，η代表波高，t代表時間，φ代表維度，ψ代表經(jīng)度，P代表經(jīng)度方向的流量，Q代表維度方向的流量，H代表總水深，h代表水深，R代表地球半徑，g代表重力加速度，f代表科氏力，F(xiàn)x代表經(jīng)度方向的海床摩擦力，F(xiàn)y代表維度方向的海床摩擦力。

方程（2）表示笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)下淺水長波方程的控制方程。其中，x,y代表笛卡爾坐標(biāo)分量，n為描述海床粗糙程度的曼寧系數(shù)。

在最外層計算網(wǎng)格邊界，采用開放邊界，以確保海嘯波能從源區(qū)傳播到邊界區(qū)域，并傳到計算區(qū)域外，而不發(fā)生發(fā)射現(xiàn)象。在波浪上岸爬高的過程中，本研究采用動邊界條件，從而模擬波浪爬高和退水的過程（如圖13）。

圖13 海嘯波上岸的移動邊界條件，模擬海嘯波的爬高和退水過程

2 數(shù)據(jù)樣本描述

2.1 基礎(chǔ)地質(zhì)地球物理數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)地質(zhì)地球物理數(shù)據(jù)以區(qū)域重力異常數(shù)據(jù)為例，重力數(shù)據(jù)為grd格式文件，包含經(jīng)度、緯度和重力異常值信息，為最簡單的三列數(shù)據(jù)格式。重力數(shù)據(jù)包括：空間重力異常數(shù)據(jù)、沉積層重力異常數(shù)據(jù)、布格重力異常數(shù)據(jù)和地殼布格重力異常數(shù)據(jù)（圖14）。

圖14 重力異?？臻g分布圖

其中空間重力異常數(shù)據(jù)為全球衛(wèi)星重力異常模型V29[2]中截取的重力異常數(shù)據(jù)，空間分辨率為1弧分；空間重力異常是地球內(nèi)部各圈層密度差異的綜合反映，其中海底地形、沉積層厚度和地殼厚度是影響該異常特征的重要因素。其余三種重力異常數(shù)據(jù)為計算獲取的重力異常值數(shù)據(jù)。沉積層重力異常數(shù)據(jù)是通過區(qū)域地形測深數(shù)據(jù)和沉積層厚度數(shù)據(jù)，利用沉積層密度模型和重力異常積分公式計算獲得的重力異常數(shù)據(jù)，空間分辨率受沉積層厚度數(shù)據(jù)的分辨率約束，分辨率為5弧分。布格重力異常數(shù)據(jù)是通過區(qū)域地形測深數(shù)據(jù)和空間重力異常數(shù)據(jù)計算獲得的重力異常數(shù)據(jù)，空間分辨率為1弧分；布格重力異常經(jīng)過中間層改正、地形改正和曲率改正后消除了海水層等地形的影響，與地殼結(jié)構(gòu)對應(yīng)得更好。地殼布格重力異常數(shù)據(jù)是通過在完全布格重力異常中扣除區(qū)域沉積層重力異常獲得的重力異常數(shù)據(jù)，空間分辨率受沉積層重力異常值數(shù)據(jù)的分辨率約束，空間分辨率為5弧分；經(jīng)沉積重力異常改正得到的地殼布格異常消除了沉積層與沉積基底密度差產(chǎn)生的重力異常影響，比常規(guī)布格異常校正更能準(zhǔn)確地反映深部地殼信息及區(qū)域莫霍面起伏。

2.2 基礎(chǔ)海洋災(zāi)害數(shù)據(jù)

阿拉伯海海域巨浪散點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)集格式為xlsx文件，數(shù)據(jù)包含了1992-2016年觀測點(diǎn)的時間、經(jīng)緯度和有效波高，如圖15所示。

阿拉伯海海域熱帶氣旋數(shù)據(jù)集格式為xlsx文件，數(shù)據(jù)包含了1980-2020年間所觀測到的氣旋的時間、經(jīng)緯度、移動速度、移動方向和強(qiáng)度等級（圖15）。其中，強(qiáng)度等級按照Saffir-Simpson Hurricane Wind Scale Category分為-1、0、1、2、3、4、5七個等級，如表2所示。

圖15 阿拉伯海海域巨浪（左）和熱帶氣旋（右）數(shù)據(jù)格式樣例

表2 Saffir-Simpson熱帶氣旋強(qiáng)度等級表

2.3 地震海嘯模擬數(shù)據(jù)

海嘯模擬數(shù)據(jù)主要以圖集數(shù)據(jù)形式，提供tif格式，矩震級9級地震產(chǎn)生波高在不同時刻的特征圖，如圖16示例。從圖中可以看出9級地震在北印度洋莫克蘭海域產(chǎn)生的波高超過2米，并且由于地形的起伏變化，導(dǎo)致很大一部分能量匯聚到卡拉奇（位置參見圖1）以及印度西海岸區(qū)域（海嘯波超過2米），很大可能帶來潛在致災(zāi)性海嘯威脅。其中，和巴基斯坦、印度西海岸區(qū)域相比較，阿曼海區(qū)域的波高小于1.2米，潛在的海嘯災(zāi)害威脅相對較小。

圖16 地震（9.0級）海嘯波傳播及最大波高分布特征

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評估

本數(shù)據(jù)集收集的數(shù)據(jù)主要分為4個部分：公開數(shù)據(jù)庫下載數(shù)據(jù)、公開數(shù)據(jù)簡單處理的結(jié)果數(shù)據(jù)、中巴航次調(diào)查數(shù)據(jù)、數(shù)值模擬結(jié)果數(shù)據(jù)，詳見表3。

表3 數(shù)據(jù)集組成簡表

公開下載數(shù)據(jù)多為國際權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)資源，綜合了船測、衛(wèi)星、臺站監(jiān)測、遙感監(jiān)測等多種探測手段，經(jīng)過嚴(yán)格誤差校正和經(jīng)典模型分析，數(shù)據(jù)質(zhì)量覆蓋連續(xù)可靠。

隨船實測數(shù)據(jù)采用國內(nèi)先進(jìn)海底地震儀設(shè)備，分辨率相對較高，可以精確識別海底水深、沉積層及地殼深部速度結(jié)構(gòu)特征，經(jīng)過相關(guān)校正處理后，數(shù)據(jù)真實可靠。

海嘯模擬數(shù)據(jù)采用非常成熟的數(shù)值模擬方法，以區(qū)域最全、質(zhì)量最高、空間分辨率最強(qiáng)的衛(wèi)星觀測和地球物理等多源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，考慮從最外層百米至千米級粗網(wǎng)格精度，到最內(nèi)層米級精度網(wǎng)格，模擬海嘯波從產(chǎn)生、傳播到陸侵的整個過程。模擬方法和輸入數(shù)據(jù)可靠，海嘯誘因假設(shè)為區(qū)域情景地震，對莫克蘭海域沿岸海嘯防御具有重要參考價值。

4 數(shù)據(jù)使用方法和建議

本數(shù)據(jù)集為莫克蘭海域基礎(chǔ)地質(zhì)與海洋災(zāi)害數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式為grd、dat、mat、txt或xlsx文件，可用GMT、Sufer、Matlab等常用軟件直接成圖展示。船測地震成像數(shù)據(jù)和海嘯模擬數(shù)據(jù)為圖集數(shù)據(jù)，用戶如需原始數(shù)據(jù)，可與作者聯(lián)系后使用。數(shù)據(jù)集可以用來開展莫克蘭海域的地質(zhì)、地球物理、地震探測等基礎(chǔ)研究，對于瓜達(dá)爾港安全建設(shè)的海嘯預(yù)警、海洋災(zāi)害評估等方面的研究也具有重要參考價值。