随着全球气候变化的加剧,海平面上升已成为全球环保与可持续发展的重要议题。虽然全球平均海平面的提高已经被广泛关注,但局部海平面的变化因地理环境、地质活动、气候影响等多重因素,呈现出显著的差异性。理解这些区域性变化不仅有助于科学界深化对海平面动态的认识,也为沿海城市的防洪规划和基础设施设计提供了关键数据支持。 国际气候变化专门委员会(IPCC)于2021年首次发布了覆盖全球众多地点的局部相对海平面上升预测,突破了过去仅提供全球海平面预算数据的局限。该创新为沿海工程设计人员和政策制定者提供了更具针对性的参考,以便更合理地预测未来风险。然而,在实践应用之前,将这些理论预测与实际观测数据进行全面比对显得尤为重要。
其原因在于观测数据中可能存在区域性的非气候因素影响,导致局部海平面的变化趋势和加速情况与气候驱动的全球趋势存在偏差。 针对这一需求,荷兰和荷属研究者采用了两套覆盖全球的海平面观测数据集 - - 永久海平面服务(PSMSL)和全球海平面观测系统(GLOSS),选取数据长度达到60年以上且资料完整度高的约15%站点进行分析。研究重点聚焦于2020年各地海平面上升的速率及其加速度,并通过统计回归模型包含多年周期的天文潮汐变化,确保剔除自然潮汐波动的影响,从而准确识别加速趋势的显著性。 调查结果显示,大部分站点未检测到统计显著的海平面上升加速,仅约5%的符合条件站点呈现出显著的加速迹象。同时,海平面变化的空间分布极不均衡,北半球特别是北美、欧洲及东亚较为集中,而非洲及拉丁美洲地区数据严重不足。加速的检测集中在日本沿岸、太平洋部分地区以及个别南亚海岸,这些区域的海平面变化往往与局部非气候因素密切相关,例如地壳构造活动、地层沉降和人为活动所引发的地面高度变化。
例如,日本境内某些站点在2011年东日本大地震之后海平面突变明显,反映了地震引发的地壳运动对局部相对海平面的直接影响。在北美墨西哥湾地区,河流沉积物超载、软土层压实以及地下水过度抽取引起的地面沉降导致该地区海平面上升速率显著高于全球平均水平。类似的地质与人为交互作用同样发生在印度孟买及泰国曼谷等沿海城市,彰显了以人为主导的土地使用变化对相对海平面变化的推动作用。 在对IPCC的局部海平面上升预测与实测数据进行比较时,发现多数地区预测值整体偏高,平均高出约2毫米每年。特别是在欧洲北海及波罗的海沿岸,以及日本海区,预测的上升速率明显超过实际观测结果。相比之下,北美大西洋沿岸部分地区的预测偏差更大,超过4至5毫米每年。
整个研究强调了现有预测模型在对局部影响因素考量方面的局限性,提醒沿海防洪设计者在参考预测数据时须谨慎对待潜在的保守性偏差。 此外,研究中特别关注了海平面长期趋势中潮汐周期的影响。8.85年与18.61年的月地潮周期对局部海水位产生重要调制效应,未能充分考虑该因素容易误判加速信号。通过引入天文潮汐分析,研究有效地分离了长期趋势与潮汐振荡,提升了趋势估计的可信度和科学性。 从全球视角剖析局部海平面变化,有助于揭示不同地理环境下海平面动态的复杂性和多样性,也表明单一全球平均数值无法满足地方适应规划的需求。沿海地区规划和设计者应结合长期观测数据,识别并剔除地质或人为因素对海平面变化的干扰,确保防洪设施的稳健性和灵活适应性。
同时,建设更加均衡和高质量的全球海平面监测网络,特别是弥补非洲、拉丁美洲及部分亚洲地区的数据空白,是未来海平面研究和应用的重点方向。 科学家和工程师还需关注海平面变化的额外风险因素,如极端气象事件频率和强度的变化,它们会加剧海平面上升带来的威胁。此外,地球冰盖融化、海水热膨胀、海洋环流变化等全球性因素亦持续影响海平面趋势。跨学科合作、结合地质学、气候科学与水文工程的综合研究,将为海平面预测的精准化和应对策略的制定提供更坚实的基础。 综合当前研究成果,沿海地区的规划与管理者应明确海平面上升的区域性差异特点,不仅依赖IPCC等国际组织发布的全球预测数据,也应积极利用本地长期海平面观测数据,结合地质和人为因素的解析,制定动态调整的适应策略。海平面变化的多样性和不确定性呼吁加强数据共享与国际合作,推动新技术在监测及建模中的应用,促进全球与局部信息的融合优化。
面对混合驱动的局部海平面上升,城市应提升海岸防护工程的弹性和适应能力,加速绿色基础设施建设,强化社区风险意识和应急响应体系。最终,只有在科学认知基础上,融合多方力量,结合观察、预测与工程实践,方能有效应对愈发严峻的海平面上升挑战,保障沿海生态环境和居民的安全幸福。 。
