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海平面上升、地面沉降:沿海地區(qū)面臨雙重威脅

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海平面上升、地面沉降:沿海地區(qū)面臨雙重威脅

沉降背后有何原因?

文|創(chuàng)瞰巴黎

導(dǎo)讀

全球氣候變暖引發(fā)了南北極冰川融化,海平面逐漸上升。沿海地區(qū)不僅面臨著海平面上升的威脅,同時發(fā)生的地面沉降也在加劇海平面的相對上升。面對氣候變化,極端事件的發(fā)生愈發(fā)頻繁,相對海平面的上升也會為沿海城鎮(zhèn)帶來更多負(fù)面影響。什么原因?qū)е铝送恋爻两??土地沉降又會造成哪些后果?/em>

一覽:

  • 全球所有沿海居民中,面臨海平面上升和地面沉降威脅的占11%。
  • 研究人員列舉了地面沉降的多種原因,包括上一次大冰川沉降導(dǎo)致的沉積物堆積,以及地震造成的板塊活動。
  • 不可否認(rèn),人類活動在這一現(xiàn)象中扮演著重要角色。
  • 科學(xué)家警告稱,沿海居民將面臨糧食安全無法保障、洪水頻繁爆發(fā)和飲用水短缺等威脅。

2020年,全球近11%的人口生活在海拔不到10米的沿海地區(qū)[1]。到2050年,這一數(shù)字將從近9億上升到10億以上。沿海居民的未來尤為黯淡。誠然,全球變暖導(dǎo)致的海平面上升會直接影響沿海地區(qū),進而為人們的生活帶去風(fēng)險。但是,部分人類活動也在加劇沿海地區(qū)的地面沉降,其影響程度甚至超過氣候變化。

01 土地沉降:對海岸的威脅

據(jù)估計,2006-2018年間,全球海平面在以每年3.7毫米的速度不斷上升[2]。法國地質(zhì)調(diào)查局(BRGM)氣候?qū)W與沿海風(fēng)險研究員Rémi Thieblemont解釋道:“氣溫上升帶來的海洋的熱膨脹,以及冰川和冰蓋的融化是導(dǎo)致海平面上升的主要因素?!比欢?,區(qū)域?qū)用娴南鄬F矫嫔仙坪醺鼮閲?yán)重。相對海平面,是指海平面相對于當(dāng)?shù)仃懙貐⒄瘴锏母叨?。根?jù)一個研究小組在《自然氣候變化》(Nature Climate Change)期刊[3]上發(fā)表的研究顯示,從全球范圍來看,1993-2015年間,相對于所有海岸的海平面上升幅度為每年2.6毫米。但是,如果只計算人口密度較高的海岸線,得出的結(jié)果卻會高出4倍,這也從側(cè)面說明,人類活動的影響不可小覷。原因何在?答案是沿海地區(qū)的土地沉降。

土地沉降影響深遠(yuǎn):《自然通訊》(Nature Communications)[4]期刊上的一篇文章指出:“在某些地區(qū),沉降的影響可能是海平面上升的10倍?!睂W(xué)者估計,在美國東海岸幾乎所有地方,沉降每年可高達(dá)6毫米,等同于海平面上升的影響。另一個研究小組對全球99個沿海城市進行了評估[5],發(fā)現(xiàn)在三分之一的城市中,居民區(qū)每年至少下沉10毫米。在天津、三寶壟和雅加達(dá)等城市,這一數(shù)字可以升至每年30毫米以上!伊斯坦布爾、拉各斯、臺北、孟買、奧克蘭、坦帕灣、馬尼拉、卡拉奇等文化和經(jīng)濟名城也難逃這一命運。全球受影響最嚴(yán)重的,則當(dāng)屬沿海平原和三角洲地區(qū)[6]。

02 原因:人類活動和自然現(xiàn)象

沉降背后有何原因?這一現(xiàn)象較為復(fù)雜,各大區(qū)域不僅表現(xiàn)形式不同,且時間的推移也會增加諸多變量[7]。不過科學(xué)家一致認(rèn)為,自然演變是導(dǎo)致沉降的主要原因。法國拉羅歇爾大學(xué)、法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)地球物理學(xué)研究員Mélanie Becker解釋道:“這些過程都有據(jù)可查,尤其是1.2萬年前發(fā)生的最后一次大冰川沉降,影響波及全球?!碑?dāng)時,被河流卷走的顆粒形成了大量的沉積物,在前冰川河谷的上游形成堆積?!霸诖笕侵迏^(qū)域,堆積的沉積物仍在以每年幾毫米的速度造成地表下沉?!迸c之相反,古代巨大冰蓋的融化也會導(dǎo)致地球隆起,就像從床墊上卸下重物會導(dǎo)致床墊反彈一樣。Becker稱:“這種現(xiàn)象在北美和歐洲尤為明顯:陸地水平面的上升幅度可達(dá)每年10毫米,部分抵消海平面的上升。在隆起的陸地邊緣,其他地區(qū)正呈彌補性下沉,其中以美國東海岸最為顯著——那里的海平面上升幅度約為每年幾毫米。當(dāng)然,其他自然過程也扮演著一定的角色,如地震造成的板塊活動,這可能會引起多達(dá)幾十厘米的垂直位移?!?/p>

這些自然現(xiàn)象從一定程度上解釋了沿海城鎮(zhèn)受沉降影響尤為嚴(yán)重的原因,畢竟許多沿海城鎮(zhèn)都位于三角洲或地震活躍地區(qū)。不過,人類活動也起著重要作用。在紐約,由于冰川作用,城市平均每年會下沉1-2毫米,而某些地區(qū)的下沉速度則至少是該速度的兩倍[8]。在布魯克林和皇后區(qū),建筑物的重量是沉降背后的原因之一:在2023年5月發(fā)表的研究報告中,作者稱由此導(dǎo)致的沉降可能會持續(xù)一百年。

危害程度更高的人為因素是地下水和碳?xì)浠衔锏某槿?。在加利福尼亞長灘地區(qū),20世紀(jì)40年代便開始的石油和天然氣開采導(dǎo)致了地面多達(dá)8.8米的沉降[9]。在北京,地下水抽取使得2009年出現(xiàn)了137毫米/年的沉降峰值。雅加達(dá)也深受地下水抽取的影響:作為首都,雅加達(dá)的沉降率高達(dá)280毫米/年。世界范圍內(nèi),近60%的沉降都由地下水抽取所致,而人類活動造成的沉降則共計占77% [10]。在一項關(guān)于沿海地區(qū)的國際研究報告中,作者寫道:“沿海地區(qū)的人類活動會加速地面沉降,其速度要比海平面的絕對上升速度快100倍?!?/p>

“其中一個挑戰(zhàn)是能夠?qū)ξ磥碜龀鲱A(yù)測”

這一現(xiàn)象有何后果?沉降的存在會加速相對海平面的上升。IPCC[11]的最新報告顯示,其他副作用還包括濕地鹽堿化、生態(tài)系統(tǒng)改變、侵蝕加速和洪水破壞。Becker指出:“面對氣候變化,極端事件的發(fā)生愈發(fā)頻繁,相對海平面的上升也會為沿海城鎮(zhèn)帶來更多負(fù)面影響?!泵霞永瓏葋喼拗饕侵迖业挠绊懸殉醪斤@露。在美國,如果只考慮海平面上升,到2050年,沿海地區(qū)發(fā)生洪水的頻率將增加一倍。但科學(xué)家估計,如果將陸地沉降納入考量,區(qū)域?qū)用鎸⑹艿郊Z食安全、水質(zhì)和基礎(chǔ)設(shè)施等問題的直接沖擊,“尤其是人口眾多的大三角洲地區(qū)”。另一個后果是美國東海岸等地長期洪災(zāi)的頻率增加[12]。Thieblemont解釋:“這些長期洪水由潮汐和海平面的季節(jié)性變化所致,會帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟后果?!?/p>

當(dāng)前,科學(xué)界正在試圖更好地描述這一現(xiàn)象。在Thieblemont看來,“預(yù)測未來很難”,但延緩這一進程并非不無可能。在雅加達(dá)和上海,地下水抽取量的減少大大減緩了沉降速度。Becker稱:“沿海城市的沉降現(xiàn)象眾所周知,但很少有氣候適應(yīng)戰(zhàn)略專門應(yīng)對這一問題。對此,我們必須采取行動?!?/p>

本文為轉(zhuǎn)載內(nèi)容,授權(quán)事宜請聯(lián)系原著作權(quán)人。

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海平面上升、地面沉降:沿海地區(qū)面臨雙重威脅

沉降背后有何原因?

文|創(chuàng)瞰巴黎

導(dǎo)讀

全球氣候變暖引發(fā)了南北極冰川融化,海平面逐漸上升。沿海地區(qū)不僅面臨著海平面上升的威脅,同時發(fā)生的地面沉降也在加劇海平面的相對上升。面對氣候變化,極端事件的發(fā)生愈發(fā)頻繁,相對海平面的上升也會為沿海城鎮(zhèn)帶來更多負(fù)面影響。什么原因?qū)е铝送恋爻两??土地沉降又會造成哪些后果?/em>

一覽:

  • 全球所有沿海居民中,面臨海平面上升和地面沉降威脅的占11%。
  • 研究人員列舉了地面沉降的多種原因,包括上一次大冰川沉降導(dǎo)致的沉積物堆積,以及地震造成的板塊活動。
  • 不可否認(rèn),人類活動在這一現(xiàn)象中扮演著重要角色。
  • 科學(xué)家警告稱,沿海居民將面臨糧食安全無法保障、洪水頻繁爆發(fā)和飲用水短缺等威脅。

2020年,全球近11%的人口生活在海拔不到10米的沿海地區(qū)[1]。到2050年,這一數(shù)字將從近9億上升到10億以上。沿海居民的未來尤為黯淡。誠然,全球變暖導(dǎo)致的海平面上升會直接影響沿海地區(qū),進而為人們的生活帶去風(fēng)險。但是,部分人類活動也在加劇沿海地區(qū)的地面沉降,其影響程度甚至超過氣候變化。

01 土地沉降:對海岸的威脅

據(jù)估計,2006-2018年間,全球海平面在以每年3.7毫米的速度不斷上升[2]。法國地質(zhì)調(diào)查局(BRGM)氣候?qū)W與沿海風(fēng)險研究員Rémi Thieblemont解釋道:“氣溫上升帶來的海洋的熱膨脹,以及冰川和冰蓋的融化是導(dǎo)致海平面上升的主要因素?!比欢?,區(qū)域?qū)用娴南鄬F矫嫔仙坪醺鼮閲?yán)重。相對海平面,是指海平面相對于當(dāng)?shù)仃懙貐⒄瘴锏母叨?。根?jù)一個研究小組在《自然氣候變化》(Nature Climate Change)期刊[3]上發(fā)表的研究顯示,從全球范圍來看,1993-2015年間,相對于所有海岸的海平面上升幅度為每年2.6毫米。但是,如果只計算人口密度較高的海岸線,得出的結(jié)果卻會高出4倍,這也從側(cè)面說明,人類活動的影響不可小覷。原因何在?答案是沿海地區(qū)的土地沉降。

土地沉降影響深遠(yuǎn):《自然通訊》(Nature Communications)[4]期刊上的一篇文章指出:“在某些地區(qū),沉降的影響可能是海平面上升的10倍?!睂W(xué)者估計,在美國東海岸幾乎所有地方,沉降每年可高達(dá)6毫米,等同于海平面上升的影響。另一個研究小組對全球99個沿海城市進行了評估[5],發(fā)現(xiàn)在三分之一的城市中,居民區(qū)每年至少下沉10毫米。在天津、三寶壟和雅加達(dá)等城市,這一數(shù)字可以升至每年30毫米以上!伊斯坦布爾、拉各斯、臺北、孟買、奧克蘭、坦帕灣、馬尼拉、卡拉奇等文化和經(jīng)濟名城也難逃這一命運。全球受影響最嚴(yán)重的,則當(dāng)屬沿海平原和三角洲地區(qū)[6]。

02 原因:人類活動和自然現(xiàn)象

沉降背后有何原因?這一現(xiàn)象較為復(fù)雜,各大區(qū)域不僅表現(xiàn)形式不同,且時間的推移也會增加諸多變量[7]。不過科學(xué)家一致認(rèn)為,自然演變是導(dǎo)致沉降的主要原因。法國拉羅歇爾大學(xué)、法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)地球物理學(xué)研究員Mélanie Becker解釋道:“這些過程都有據(jù)可查,尤其是1.2萬年前發(fā)生的最后一次大冰川沉降,影響波及全球?!碑?dāng)時,被河流卷走的顆粒形成了大量的沉積物,在前冰川河谷的上游形成堆積?!霸诖笕侵迏^(qū)域,堆積的沉積物仍在以每年幾毫米的速度造成地表下沉?!迸c之相反,古代巨大冰蓋的融化也會導(dǎo)致地球隆起,就像從床墊上卸下重物會導(dǎo)致床墊反彈一樣。Becker稱:“這種現(xiàn)象在北美和歐洲尤為明顯:陸地水平面的上升幅度可達(dá)每年10毫米,部分抵消海平面的上升。在隆起的陸地邊緣,其他地區(qū)正呈彌補性下沉,其中以美國東海岸最為顯著——那里的海平面上升幅度約為每年幾毫米。當(dāng)然,其他自然過程也扮演著一定的角色,如地震造成的板塊活動,這可能會引起多達(dá)幾十厘米的垂直位移?!?/p>

這些自然現(xiàn)象從一定程度上解釋了沿海城鎮(zhèn)受沉降影響尤為嚴(yán)重的原因,畢竟許多沿海城鎮(zhèn)都位于三角洲或地震活躍地區(qū)。不過,人類活動也起著重要作用。在紐約,由于冰川作用,城市平均每年會下沉1-2毫米,而某些地區(qū)的下沉速度則至少是該速度的兩倍[8]。在布魯克林和皇后區(qū),建筑物的重量是沉降背后的原因之一:在2023年5月發(fā)表的研究報告中,作者稱由此導(dǎo)致的沉降可能會持續(xù)一百年。

危害程度更高的人為因素是地下水和碳?xì)浠衔锏某槿?。在加利福尼亞長灘地區(qū),20世紀(jì)40年代便開始的石油和天然氣開采導(dǎo)致了地面多達(dá)8.8米的沉降[9]。在北京,地下水抽取使得2009年出現(xiàn)了137毫米/年的沉降峰值。雅加達(dá)也深受地下水抽取的影響:作為首都,雅加達(dá)的沉降率高達(dá)280毫米/年。世界范圍內(nèi),近60%的沉降都由地下水抽取所致,而人類活動造成的沉降則共計占77% [10]。在一項關(guān)于沿海地區(qū)的國際研究報告中,作者寫道:“沿海地區(qū)的人類活動會加速地面沉降,其速度要比海平面的絕對上升速度快100倍?!?/p>

“其中一個挑戰(zhàn)是能夠?qū)ξ磥碜龀鲱A(yù)測”

這一現(xiàn)象有何后果?沉降的存在會加速相對海平面的上升。IPCC[11]的最新報告顯示,其他副作用還包括濕地鹽堿化、生態(tài)系統(tǒng)改變、侵蝕加速和洪水破壞。Becker指出:“面對氣候變化,極端事件的發(fā)生愈發(fā)頻繁,相對海平面的上升也會為沿海城鎮(zhèn)帶來更多負(fù)面影響?!泵霞永瓏葋喼拗饕侵迖业挠绊懸殉醪斤@露。在美國,如果只考慮海平面上升,到2050年,沿海地區(qū)發(fā)生洪水的頻率將增加一倍。但科學(xué)家估計,如果將陸地沉降納入考量,區(qū)域?qū)用鎸⑹艿郊Z食安全、水質(zhì)和基礎(chǔ)設(shè)施等問題的直接沖擊,“尤其是人口眾多的大三角洲地區(qū)”。另一個后果是美國東海岸等地長期洪災(zāi)的頻率增加[12]。Thieblemont解釋:“這些長期洪水由潮汐和海平面的季節(jié)性變化所致,會帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟后果?!?/p>

當(dāng)前,科學(xué)界正在試圖更好地描述這一現(xiàn)象。在Thieblemont看來,“預(yù)測未來很難”,但延緩這一進程并非不無可能。在雅加達(dá)和上海,地下水抽取量的減少大大減緩了沉降速度。Becker稱:“沿海城市的沉降現(xiàn)象眾所周知,但很少有氣候適應(yīng)戰(zhàn)略專門應(yīng)對這一問題。對此,我們必須采取行動?!?/p>

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