研究称沿海城市下沉快于海平面上升,海平面上升或下降对海岸地貌的影响

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正文摘要:

科学家们一再警告海平面上升带来的威胁，这也是《地球物理研究通讯》上发表的一项新研究的主题。根据这项研究，各大洲的沿海城市正在以相当快的速度下沉，这进一步加剧了在相对较近的将来发生大规模人口迁移和基础设施破坏的风险。科学家们利用卫星数据，研究了六大洲99个沿海城市的下沉速度，并观察到这些城市下沉的速度比海平面上升的速度要快。作为最新研究的一部分，一个团队测量了2015年至2020年期间这99个城市发生的下沉情况，发现亚洲的城市风险最高。天津、三宝垄和雅加达记录了最严重的下沉速度，每年不到1.2英寸，这是全球平均海平面上升速度的15倍。研究称沿海城市下沉快于海平面上升究竟是怎么一回事，跟随小编一起看看吧。

科学家们一再警告海平面上升带来的威胁，这也是《地球物理研究通讯》上发表的一项新研究的主题。根据这项研究，各大洲的沿海城市正在以相当快的速度下沉，这进一步加剧了在相对较近的将来发生大规模人口迁移和基础设施破坏的风险。科学家们利用卫星数据，研究了六大洲99个沿海城市的下沉速度，并观察到这些城市下沉的速度比海平面上升的速度要快。

地面下沉的概念很容易理解：正如美国地质调查局所解释的那样，它发生在地下地球物质被移位或移除，导致顶部表面下沉，无论是逐渐还是突然发生。滥采地下水和采矿活动是地面下沉背后的一些关键原因。

作为最新研究的一部分，一个团队测量了2015年至2020年期间这99个城市发生的下沉情况，发现亚洲的城市风险最高。在非洲、澳大利亚、欧洲和北美的沿海城市也观察到快速的地面下沉。天津、三宝垄和雅加达记录了最严重的下沉速度，每年不到1.2英寸，这是全球平均海平面上升速度的15倍。根据BBC的报告，雅加达是世界上下沉最快的城市。孟加拉国的吉大港、中国的天津、菲律宾的马尼拉和巴基斯坦的卡拉奇合计拥有超过5900万人口，是受影响最严重的城市，并附有最高的风险。

作为这项研究的一部分，三分之一的城市记录了每年超过0.4英寸的沉降率，这是一个相当令人担忧的数据。值得注意的是，在工业和住宅区都观察到了高沉降率。不受管制的地下水开采几乎是所有面临风险的城市反复出现的主题，需要政府采取适当的政策进行紧急干预，以避免问题趋势继续下去的可怕后果。

海平面上升和更快的地面下沉速度的双重打击，只会加速可居住土地下沉的风险，比目前的气候变化模型预测的更快。根据NOAA汇编的数据，并通过Climate.gov分享，全球海平面在2020年达到了3.6英寸的新纪录，而且海平面上升的速度只会加快。根据世界经济论坛的数据，如果海平面上升趋势和地面下沉继续下去，到2100年，达卡、拉各斯和尼日利亚可能有大片土地被淹没在水下。

幸运的是，并不是所有的都失去了。通过政府法规规定的有控制的地下水开采，雅加达和上海等城市成功地大大减缓了这些城市的下沉速度。然而，根据LOS观测，这些城市中某些更接近海洋的地区仍然记录着每年0.4至2英寸的沉降速度。

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IPCC评估报告系列解读⑨海平面上升对人类社会影响几何？

张通 效存德

2021年11月7日，南太平洋岛国图瓦卢外交部长科菲站在海水中为全球气候变化峰会录制视频，呼吁全世界关注气候变化和海平面上升问题。这是作秀吗？海平面上升的影响究竟多大？

近期发布的联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告（AR6）对海平面变化监测和预估的早期结果进行了修正，并重新评估了其未来变化范围和信度水平。我们可以从中寻求答案。

海平面上升速率加快

近百年海平面上升的判断是有监测数据支持的。在卫星高度计出现之前，海平面变化主要依赖于少量验潮站的观测数据。因此，全球尺度海平面变化情况需依赖于重建算法。

20世纪全球平均海平面上升速率在过去3000年中是最高的（高信度）。自1960年开始，全球平均海平面（GMSL）开始加速上升，从1971年至2018年的2.3毫米每年上升到2006年至2018年的3.7毫米每年（高信度）。在1993年至2018年间，海平面在西太平洋上升最快，在东太平洋上升最慢（中信度）。AR6报告认为，在1901年至1990年间，GMSL上升了0.12米（变化范围为0.07米至0.17米），平均上升速率为1.35毫米每年（变化范围0.78毫米至1.92毫米每年）。

最新的卫星高度计测量的GMSL也呈现上升趋势。在1993年至2015年间，GMSL上升速率中值为3.16毫米每年。在1993年至2018年和2006年至2018年间，AR6估算的GMSL上升速率中值分别为3.25毫米每年和3.69毫米每年(高信度)。而且，卫星和验潮站的监测数据的变化趋势是一致的。比如，在1993年至2010年间，验潮站重建的GMSL上升速率中值（3.19毫米每年）和卫星高度计测量值(2.77毫米每年)比较接近。在过去一百多年间（1901年至2018年），GMSL上升了约200毫米，其中最近十几年（2006年至2018年），GMSL上升了约44毫米。

“灰犀牛”事件可能出现吗？

影响海平面上升的因素有很多，包括海洋热膨胀、极地冰盖、山地冰川融化、陆地水存储、海洋动力过程和地壳均衡调整等。其中，海洋热膨胀贡献约50%，冰盖和冰川融化贡献约42%，是其中最主要的两个影响因素。不幸的是，未来海平面上升的趋势还会持续。AR6报告结合共享社会经济路径（SSP）气候情景，预估了未来数十年、上百年的GMSL上升情况。相对于1995年至2014年间，在SSP 1-2.6（低排放）和SSP 5-8.5（高排放）情景下，2050年的GMSL会分别升高0.19米和0.23米。到2150年，在SSP 1-2.6情景下，GMSL会上升0.5米至1米，而在SSP 5-8.5情景下，GMSL会上升1米至1.9米（中信度）。而且，这还是不考虑极地冰盖动力系统发生极端变化的结果。

那么，极地冰盖动力系统发生极端变化又是怎么回事？随着气候变暖、海洋升温，极地冰盖正在加速融化。冰盖的稳定性是影响未来海平面预估的最大不确定性来源。如果西南极冰盖在未来某个时间点突然崩塌，那么GMSL也将会相应急剧上升。而这种极端情况在历史上曾经发生过。

在上新世中期暖期，全球平均表面温度（GMST）比1850年至1990年高2.5℃至4℃，GMSL比现在高5米至25米；在更新世时期的间冰期，GMST相对于2000年左右的海表温度高约（0.5±1.6）℃，海平面比现在高6米至13米，其中，格陵兰冰盖贡献4.5米至6米，南极冰盖贡献6.4米至8.8米；在末次间冰期，格陵兰冰盖对海平面上升的最大贡献大约出现在125千年至120千年前，与海洋沉积记录一致；在全新世早期，受突发冰川融水脉冲事件影响，GMSL上升了约50米至60米。

那么，类似的海平面剧烈上升在不远的未来会不会重现？ AR6认为，在高排放情景下，如果考虑西南极冰盖发生不稳定大范围崩解，GMSL不排除会上升达16米的可能，堪称“灰犀牛”事件！

海平面上升影响几何？

海平面上升对人类社会有着非常直接而且是多方面的影响，将扩大海洋、气象和生态灾害的影响。

海平面像是风暴和洪水发生的“发生器”，随着海平面上升，“发生器”离人类居住地将越近，风暴和洪水发生将更频繁、更剧烈，风暴潮（即风暴期间的洪水）将到达更远的内陆。随着气候变化，海洋变暖可以为飓风提供更多的能量，使得飓风更强，并增加风暴潮的强度和影响范围。

海平面上升也将重塑海岸线，淹没干旱地区，并侵蚀海滩、悬崖和沙丘等海岸地貌。海浪深入内陆会淹没湿地，并杀死固定沉积物的沼泽草。而失去植物的固定，沉积物会更易流失。

海岸线的变化会直接影响到沿海经济社会生活和生产活动。海平面上升不仅带来水的问题，还有盐的问题。如果海水淹没了沿岸的耕地和森林，一方面，原本生长的植物会被淹死；另一方面，当地土壤的化学性质乃至生态系统也会不可逆转地发生改变。此外，咸水也可以侵入地下，影响饮用水，这些过程称为盐水入侵。随着海平面上升，风暴潮和洪水事件加剧，盐水入侵将更加频繁。

目前，我们对本世纪末极端海平面上升情景的预估能力尚有不足。在剧烈升温情景和极地放大效应影响下，南极冰架可能会更快崩解。格陵兰冰盖的表面物质平衡和动力学质量损失也会加速，冰架表面水热过程和海洋层化的加剧可以加大冰架表面和底部的消融量，从而可能导致海平面加速上升。

因此，关注海平面上升问题，并重点研究极地冰盖对全球和我国区域海平面变化的影响，对我国未来沿海基础建设和生态环境保护等方面都具有重要的现实意义和长远战略意义。（张通，北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室副教授；效存德，北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室教授）

海平面