從風暴潮到海水倒灌：全球變暖給沿海城市帶來哪些挑戰(zhàn)？

圖蟲創(chuàng)意

10月21日，我國遼寧省大連、營口、盤錦、錦州、葫蘆島5個城市沿海地區(qū)突發(fā)海水倒灌，導致部分街道被淹、房屋進水，造成不小的損失。盡管這一地區(qū)之前也出現(xiàn)過大潮時的漲水現(xiàn)象，但是今年的海水倒灌更為嚴重。這次海水倒灌出現(xiàn)在天文大潮期間，同時受氣旋活動影響，風力達到8-9級以上，遼寧省海洋預警監(jiān)測中心據此發(fā)布海浪Ⅳ級藍色警報，預計渤海、黃海北部出現(xiàn)2.5米到3.5米的大浪區(qū)，因此在遼寧的沿海地區(qū)出現(xiàn)海水倒灌就是必然了。

值得注意的是，發(fā)生海水倒灌的地方一般都有特殊的地形，例如海岸線內凹的海灣和河流入?？冢诖舜伟l(fā)生海水倒灌的盤錦市，大遼河在流經盤錦市之后，河面逐漸放寬，到入海形成一個大喇叭口，寬度已經達到陸地區(qū)域河流寬度的十多倍，當海潮從入?？谙騼扔咳氲臅r候，寬度不斷收縮，從而引起大潮越過堤壩淹沒低洼地段。

從更長遠的角度來看，全球變暖導致的海平面上升提供了有利的背景條件。近百年海平面上升是有監(jiān)測數(shù)據支持的，全球可靠的驗潮站數(shù)據可以追溯到1880年，不過早期的觀測站點比較少，要研究全球平均海平面變化情況，需依賴重建算法，有一定的不確定性，而過去30多年則有比較連續(xù)可靠的衛(wèi)星數(shù)據。根據2019年聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布《氣候變化中的海洋和冰凍圈特別報告》(IPCC, 2019)，20世紀全球海平面上升了約15厘米。而根據2021年IPCC第六次評估報告第一工作組報告(IPCC, 2021)，20世紀全球平均海平面上升速率在過去3000年中是最高的，工業(yè)革命以來全球海平面上升了約20厘米。

20厘米的海平面上升可不是個小數(shù)字，就像有些地區(qū)下了一場一天50毫米的降雨，感覺數(shù)字不大，但是這些雨水在低洼地區(qū)匯集，就會形成局地洪澇，早場經濟損失和人員傷亡。海平面上升也類似，盡管全球平均僅上升20cm，但是在有利的環(huán)境之下，會在局部地區(qū)導致異常強的海平面上升，遠超全球平均值，這樣的有利條件包括風暴潮、天文大潮，以及喇叭口地形等，從而造成遠超正常值的漲水，導致海水倒灌和海水漫堤，從而造成沿海的洪水。

全球沿海區(qū)域是經濟、社會和文化發(fā)展的中心，根據聯(lián)合國的數(shù)據，全球40%的人口生活在距離海岸線100公里以內的范圍內，這意味著全球接近三十億人可能會受到海平面變化的影響。海平面上升對于沿海低洼地區(qū)和小島嶼國家來說更為緊迫，后果后果嚴重。我國海岸線漫長，從南到北低洼地區(qū)和有利漲水的地形區(qū)域眾多，加之會頻繁出現(xiàn)大風、溫度氣旋和臺風活動，這對于沿海地區(qū)會造成嚴重的風險。

根據2021年IPCC的評估數(shù)據，20世紀全球平均海平面上升速率在過去3000年中是最高的。并且全球海平面上升并不是勻速的，而是呈現(xiàn)加速的特征。在1901年至1990年間，全球平均海平面上升了0.12米，平均上升速率為每年1.35毫米，從1971年至2018年上升至每年2.3毫米，2006年至2018年則飆升至每年3.7毫米。根據最新的研究成果(Hamlington et al., 2024)，從1993年衛(wèi)星開始觀測海面高度以來，到2023年底，全球平均海平面上升了111毫米，其中在1993～2002年，全球平均海平面上升的速度是每年2.1毫米，然而這一速度在過去10年已經翻一番以上，2014～2023年達到每年4.8毫米。根據IPCC的估計，到2050年，全球平均海平面還將上升15至30厘米。

目前科學研究已經證明，海平面上升的根本原因來自全球氣候變暖，具體來看影響途徑主要有兩個：一是全球變暖導致極地冰川和冰蓋融化，二是海水因溫度升高而發(fā)生熱膨脹。從20世紀70年代到21世紀初，這兩個途徑對海平面上升的貢獻大致相等。然而，近年來，隨著溫室氣體排放的增加，地球平均氣溫持續(xù)上升，極地冰蓋和山地冰川加速融化，導致大量淡水注入海洋，第一個途徑對海平面上升的貢獻有所增加，目前格陵蘭和南極洲每年分別融化約2700億噸和1500億噸冰。

中國作為全球氣候變化的敏感區(qū)域之一，海平面上升對中國的影響尤為顯著。根據國家氣候中心發(fā)布的《中國氣候變化藍皮書（2024）》，1993～2023年，中國沿海海平面上升速率為4.0毫米/年，高于同時段全球平均水平。2023年，中國沿海海平面較1993～2011年平均值偏高72毫米。海平面上升除了導致沿海地區(qū)的風暴潮災害加劇，還會破壞沿海濕地生態(tài)系統(tǒng)，導致海岸線侵蝕加劇，并使海水入侵和土地鹽漬化問題日益嚴重。

海平面上升還對中國的海洋經濟和沿海城市的可持續(xù)發(fā)展構成了挑戰(zhàn)。值得關注的是，隨著海平面上升，當沿海低洼地區(qū)出現(xiàn)嚴重干旱等極端天氣時，導致河流和地下水位下降，海水沿著潮汐通道向上游推進，倒灌到入河口，從而形成咸潮入侵。2022年，長江全流域的干旱，咸潮影響上海的長江水庫取水，最長的一次有90多天。特別是當臺風“梅花”的活動，使上海入海口近海區(qū)域形成了海水倒灌，影響了上海長江水庫的取水，給上海城市供水安全帶來了最嚴峻的一次挑戰(zhàn)，上海各大超市出現(xiàn)搶水情況，大家紛紛搶桶裝水。海平面上升疊加極端天氣，未來還會造成更嚴重的影響。

遏制海平面上升的趨勢需要全球性的共同努力。首先，減少溫室氣體排放是關鍵。這需要國際社會采取更加嚴格的減排措施，推動能源結構的轉型，發(fā)展清潔能源，提高能源利用效率。其次，加強海岸線的保護和恢復工作，如建設海堤、恢復紅樹林等自然屏障，以增強海岸線的抵御能力。此外，提高公眾對氣候變化和海平面上升的認識，增強社會對氣候變化的適應能力，也是遏制海平面上升趨勢的重要途徑。

本文為科普中國·創(chuàng)作培育計劃扶持作品

作者：魏科

審核：戴云偉 中國氣象局 高級工程師

出品：中國科協(xié)科普部

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