引言
中国区域海平面是全球海平面上升最显著的区域之一。尽管近年来，国内外学术界对海平面上升的问题给予了广泛的关注，并开展了大量工作，但在探讨冰盖快速消退极端情景下的海平面上升风险时，相关研究仍显不足，尚未得到足够的重视。IPCC第六次评估报告（AR6）中对如西南极崩塌等极端事件的影响探讨较为有限。在历史MIS 5e和MIS 11时期①（①海洋同位素阶段MIS 5e是指距今约124000~119000年前的历史暖期。海洋同位素阶段MIS 11是指距今约410000~380000年前的历史暖期。），西南极冰盖和格陵兰冰盖同步崩塌，导致海平面上升分别达6~9 m和6~13 m[5]。在该极端情景下，中国区域沿海受灾情形如何目前尚未有深入的研究。鉴于此，本研究旨在深入探究冰盖快速消退极端情景下中国海平面上升的风险，以期为应对这一全球性挑战提供科学依据和决策支持。
1 海平面上升现状
根据验潮站监测以及卫星高度计数据，IPCC海洋与冰冻圈特别报告指出，全球变暖背景下，全球平均海平面上升明显加速，极端海面高度升高，主要是由陆冰（冰川和冰盖）融化和海洋热膨胀引起，且前者贡献逐渐大于后者。最新的监测和模拟结果表明，1971—2018年海平面上升速率处于加速状态（由2.3 mm/a增加至3.7 mm/a)，并会在未来持续上升，呈现不可逆的趋势[6]。预估到21世纪末，全球平均海平面还将分别上升0.28~0.55 m（低排放情景SSP1-1.9）和0.63~1.02 m（高排放情景SSP5-8.5）[1]。IPCC AR6还指出，如果冰盖动力不稳定的“小概率高影响”事件发生，则不排除导致海平面在数百年尺度上升几米到十几米。冰盖失稳成为海平面上升的最大隐忧[1]。
影响海平面上升的因素包括海洋热膨胀、极地冰盖、山地冰川融化、陆地水存储、海洋动力过程，以及冰川消融（增长）引起的地壳均衡调整等[7]。据估算，1971—2018年间海洋热膨胀贡献约占50%，冰盖和冰川融化贡献约占42%，陆地水贡献8%[1]。未来，即使温室气体排放得到控制，海平面上升在短期内也很难逆转，表现出一种持续性的惯性上升态势，即短期不可逆性。这种不可逆性主要归因于两方面。首先，极地冰盖融化和生长时间尺度不一。冰盖融化和崩塌的时间相对较短，但恢复只能依赖降水累积，时间相对漫长（“快消慢长”)。因此，工业革命以来的暖期导致的冰川融化，其影响在未来相当长一段时间内不会停止。冰盖会继续融化，进一步导致全球平均海平面上升[8]。其次，海洋热膨胀是一个缓慢但持久的过程。由于热容量较大，海洋吸收了气候系统中90%以上的多余热量[9]，即使温室气体释放减缓，海洋已经吸收的热量也会在长时间内导致其继续膨胀。因此，海洋对气候变化的响应存在迟滞性，并将在较长时间尺度内维持较高的温度状态[10]，致使海水体积持续膨胀。因此，海平面上升的效应将在未来数代人之中持续显现，难以通过短期的气候干预手段实现完全逆转。
2 冰盖快速消退引发新兴风险
“黑天鹅”事件一般指难以预测，发生具有意外性，但会产生重大负面影响的事件。气候系统中的“黑天鹅”事件是指低概率高影响的气候事件。比如，具有动力不稳定性质的西南极冰盖崩塌会导致全球平均海平面上升约4 m[11]，但其在未来何时崩塌依然存在相当大的不确定性。虽然短期内崩塌是小概率事件，但一旦发生就会产生重大的影响。事实上，过去观测到的西南极冰架崩塌事件较多，如位于西南极的拉森冰架A、B和C分别在1995、2002和2017年发生崩塌，造成该地区物质持续损失。在1992—2017年间，南极冰盖物质损失了约27200亿t，相当于使得海平面上升约7.6 mm，而由冰架崩解造成的南极半岛的物质损失率由70亿t/a增加到330亿t/a[12]，这些都是需要高度重视的南极冰盖动力不稳定信号。
与“黑天鹅”事件相对而言，“灰犀牛”事件是指概率大且影响巨大的潜在风险，在出现一系列警示信号和迹象之后可能发生的大概率事件。“灰犀牛”事件一般早有预兆，但是由于没有得到足够重视，从而导致严重后果。气候变化本身就是一种“灰犀牛”事件，全球变暖导致极端天气气候事件趋强趋多，对自然系统、社会经济系统产生显著不利影响是大概率事件。随着中国工业化和城市化进程的推进，气候变化可能导致的自然灾害已成为严重威胁中国可持续发展的“灰犀牛”风险[13]。而目前冰盖加速融化正是气候变化“灰犀牛”事件引发的标志性结果。此类事件可归类为新兴风险。所谓新兴风险是指由气候变化或自然-社会经济变化导致某区域出现新一类不利影响的可能性，或由间接、跨界或长距离的气候变化以及自然-社会经济不当适应（maladaptation）举措引起的风险，具有新生性、系统性和极端性三大特点[14]。
表1 全球平均海平面变化预测（相对于1995—2014年）
Table 1
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注：MICI（Marine Ice Cliff Instability）是指海洋性冰盖不稳定，该情景包含了南极冰盖不稳定、快速退缩、崩塌等效应引起海平面快速上升的情况；括号中的数字代表相关概率分布的17%~83%分位数，括号前的数值代表中位数。
相对于1995—2014年平均，在不考虑极地冰盖动力系统发生极端变化的情景下，预估2100年GMSL上升0.33~1.01 m，2150年GMSL上升0.46~1.88 m。若在高排放情景下，考虑冰盖不稳定性（即MICI情景)，西南极冰盖发生不稳定大范围崩解，全球平均海平面不排除会在2300年上升9.5~16.2 m的可能，堪称“黑天鹅”事件。已有地质和生物学证据显示西南极冰盖曾经多次大范围消退。比如通过分析西南极冰底沉积物硅藻和铍-10的含量，发现在更新世时期和全新世晚期，西南极冰架曾经历大范围崩塌[16]；通过章鱼的基因检验，表明在末次间冰期南极西部冰盖曾完全崩塌，使原本隔离的章鱼种群得以杂交，而当西南极冰盖重新形成时，章鱼种群再次被隔离[17]。同时，已有证据表明，在大约300万年前的上新世中期暖期，GMST比现今（1850—1900年）高2.5~4℃，GMSL比现今高5~25 m[1]。因此，考虑冰盖快速消退极端情景下带来的海平面上升新兴风险的影响是很有必要的。
3 方法
3.1 情景设定
在气候变化领域的讨论中，关于“黑天鹅”事件、“灰犀牛”事件以及新兴风险的界定与应用边界，学界存在着多样化的见解与分歧。不同学者对于如何精准区分这些风险类型，以及它们在气候变化背景下的具体表现形式、预测难度和管理策略上的作用，在一定程度上持有不同的认知与看法。在本研究中，考虑SSP1-2.6（低排放）和SSP5-8.5（高排放）情景下2100和2150年的中等信度值，记做海平面上升的“灰犀牛”事件；将2300年的SSP1-2.6与SSP5-8.5下MICI情景归为“黑天鹅”情景。在“黑天鹅”情景下，气候系统突变[18-19]导致海平面上升速率极高，在该种情景下海平面每上升1 m所需的时间将会大大缩短。由于2300年仅提供了MICI情景下17%~83%不确定范围，为此后文2300-low对应17%分位数，2300-high对应83%分位数。
考虑到海平面变化的空间异质性，而未来的极端MICI情景（“黑天鹅”情景）仅提供了上升范围数值，为此，我们假定全球区域海平面空间分布不变，并用式(1)进行修正，进而获得未来的极端MICI情景下海平面上升（SLR）空间分布结果。
式中，1和2分别代表目前和“黑天鹅”情景，global和reg分别指全球和区域。需指出的是，由于地球重力、自转和固体地球形变效应，在“黑天鹅”情景下，实际的全球海平面分布情况将更复杂[20]，因此本研究仅为极端海平面上升情景的粗略考量，未来还需结合冰盖和海洋模式等手段开展精细化研究。
3.2 淹没新兴风险模拟方法
海平面上升引起的沿海淹没可以分为两种：一种是平均海平面上升引起的静态永久性淹没；另一种是由热带气旋或温带气旋引起的局地扰动导致的动态淹没，海岸洪水持续一定时间后会消退。本研究讨论的淹没风险为静态永久性淹没，因此采用高程面积法对未来情景下海平面上升淹没范围进行模拟，暂不考虑风暴增减水等引起的动态淹没。
高程面积法又称浴缸法，是在大尺度海岸洪水评估中常用的方法，假设所有高程低于给定水位的地区都会被视为淹没[21]。但前期高程面积法在使用过程中有三点容易忽略而导致使用方法不当：一是不考虑与海洋的水文连通性，导致一些远离海洋的低洼地区都归为淹没地区[22]；二是没有注意不同数据集之间垂直基准的差异性，导致垂直偏差较大[23]，如大量公开的数字高程模型（DEM）数据的垂直基准为大地水准面（如SRTM的垂直基准为EGM96)，但海平面情景是针对某一历史海平面，因此需要校正转换；三是在模拟中容易忽略沿海设防的作用，容易高估洪水风险。为此，针对以上三点，本研究对高程面积法进行改进，考虑水文连通性来改进模型，确保被淹没的地区与海洋有直接的水文连通，并对DEM基准与海平面情景基准进行统一，并考虑了中国沿海设防作用，使得模拟结果更贴合实际情况，探讨在现有设防基础上的新兴风险。
本研究采用考虑相邻及对角线的水文连通单元（八连通）的高程面积法，即如果一个栅格的高程低于输入的海平面的高程，与周围8个栅格范围内的被淹没栅格像元相连，并且水源来自海洋，则该栅格视为被海水淹没。海平面水位高度通过高潮位叠加海平面上升情景得到，如下式。
式中：SWL为模型输入的静态总海水位值；MDT是平均海洋动力地形，指特定时期内平均海平面相对于大地水准面（EGM96）的偏差；ηtide为高潮位；SLR为未来不同情景的海平面上升值（基准是平均海平面)，单位都为m。DEM的垂直基准则为大地水准面，为了确保基准面的一致性，需要将水位的基准从平均海平面转换至大地水准面，这一转换通过加上MDT来实现。高潮位数据来源于CoDEC数据集[24]。
此外，本研究考虑了沿海现状设防水平。海堤和海塘等防洪工程作为沿海地区最重要的适应措施之一，在我国沿海普遍存在，忽略设防会导致淹没结果的失真[6]，因而在洪水危险性评估中需要引入额外的沿海设防信息。然而在大尺度研究中受空间分辨率的限制，DEM数据难以刻画海岸防护结构，并且海堤数据各地差异性较大，无法获得统一公开的高程数据。本研究中沿海设防数据来源于Fang等[25]构建的中国沿海沿岸海岸防护标准数据集，主要来源于政府公开数据、规划文件以及防洪标准（GB 50201—2014）等。沿海设防数据以重现期形式呈现，通过极值理论模型将其转化为对应岸线的水位高程信息，并将其叠加在高程信息中参数化，实现在模拟过程中体现设防能力[26-27]。
3.3 极端海平面频率变化评价
除了受到海平面上升的静止永久淹没，海平面上升放大沿海极端过程的影响也值得关注。轻微海平面上升会导致极端海平面重现期的巨变[28-29]。为阐明海平面上升对中国沿海地区极端海平面发生概率的影响，以连云港和厦门站点为例展开分析。海平面上升情景选择“灰犀牛”事件下的SSP1-2.6（低排放）和SSP5-8.5（高排放）下2050年和2100年海平面上升的中等信度值。首先对验潮站的历史观测数据进行去趋势处理，移除长期趋势的影响；其次，用年最大值法进行采样，通过参数估计和拟合检验得到拟合曲线。此处，采用广义极值（GEV）分布。GEV分布包含三种类型，分别对应于不同的形状参数值，当形状参数>0时，该分布为Fréchet分布；当形状参数=0时，该分布为Gumbel分布；当形状参数<0时，该分布为Weibull分布。
为构建未来极值水位，将当前极值水位加上未来海平面上升情景和地面沉降情景得到：
式中：ESLfuture表示未来极值总水位；MSLcurrent为当前平均海平面，EW表示以平均海平面为参考面的不同重现期下的极值高水位，这两者相加描述了当前极值总水位；随着海平面上升和地面沉降，Rfuture表示未来平均海平面上升高度，Sfuture表示未来地面升降的变化。需要指出，此处暂时不考虑非线性相互作用和非平稳性过程。
4 结果与讨论
4.1 淹没的新兴风险
图1展示了冰盖“灰犀牛”和“黑天鹅”情景下海平面上升淹没空间分布。在“灰犀牛”SSP1-2.6-2100情景下（指在2100年的SSP1-2.6情景，下同)，海平面上升导致的永久性淹没范围为4247 km2（图2)，占中国沿海地区的0.32%；由于天津和上海地区有较好的设防工程，尚未有静态淹没（图1b)。在SSP1-2.6-2150情景下，淹没范围上升到15063 km2，占中国沿海地区的1.14%（表2)。在SSP5-8.5-2100情景下，淹没范围较为显著的上升，主要淹没范围在京津冀沿海地区；若该情景持续到2150年，淹没范围大幅增加，从2100年的30282 km2上升为83881 km2，占比从2.29%上升到6.33%。主要原因是SSP5-8.5海平面上升中值达到1.3 m以上，而中国沿海设防大部分为20~50年一遇，海平面上升幅度超过了设防水平，导致淹没范围剧增。
图1
图1
冰盖快速消退极端情景下海平面上升淹没模拟空间分布(a) DEM < 10 m的沿海连续低地，(b)灰犀牛情景，(c)黑天鹅情景
Fig. 1
Spatial distribution of sea level rise inundation simulation under extreme scenarios of rapid ice sheet retreat. (a) Coastal lowlands with DEM < 10 m, (b) Gray Rhino scenario, (c) Black Swan scenario
图2
图2
冰盖快速消退极端情景下海平面上升淹没范围统计
Fig. 2
Sea level rise inundation extent statistics under extreme scenarios of rapid ice sheet retreat
表2 冰盖快速消退极端情景下沿海各行政区受淹没面积统计
Table 2
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注：括号内为占总面积的比例。
在“灰犀牛”情景下，沿海静态淹没呈现出淹没范围扩大速率不断加剧的趋势，特别是海平面上升超过1 m以后，淹没范围呈现出突变信号。这主要是因为当海平面上升在1 m以内时，现有的设防可较好抵御海平面上升的淹没，而当海平面上升超过了一定设防水平，淹没范围快速扩大，并会导致淹没溢出效应，使得毗邻地区受到淹没影响。
在地域上来看，长江口以北地区受到未来海平面上升威胁显著高于长江口以南地区。一方面由于自然地形原因，长江口以南的海岸带主要包括浙江、福建、广东等省份的海岸线，山地、丘陵众多，地形起伏较大，海岸带类型以基岩海岸和砂砾质海岸为主，而长江口以北地区以淤泥质海岸为主，地势较为平坦。海拔低于10 m的沿海低地分布最广的区域是江苏省，其次是山东省、广东省和河北省。江苏省沿海低地占本省总面积的67%，上海和天津的沿海低地分别占其总面积的95%和90%，广西自治区的沿海低地只占其总面积的0.6%。另一方面，由于长江口以南地区常年经受热带气旋的影响，沿海政府高度重视堤防，建立了一系列海堤和海塘等防洪工程，特别在高密度沿海聚集区，部分设防水平可达百年一遇以上，上海部分沿海地区可达千年一遇设防水平。这系列硬措施适应工程可较好抵御缓发性海平面上升的影响。相较而言，长江口以北地区设防水平明显低于长江口以南沿海地区。
4.2 缓发性过程对极端海平面的放大致灾效应
如图3所示，相对海平面上升会使得极端水位的重现期显著缩短。例如到21世纪中叶，连云港站目前百年一遇的极端海平面届时将缩短至30~40 a的重现期，厦门站百年一遇的极端海平面缩短至约15~25 年一遇。到21世纪末，连云港站和厦门站百年一遇重现期的极端海平面将分别缩短至约3~10 a和<5 a的重现期。这意味着相同量级的极端水位在未来出现的时间间隔会大幅减小，发生频率显著增加。
图3
图3
在未来海平面上升和地面沉降情况下连云港(a)和厦门(b)极端海平面重现期变化
Fig. 3
Extreme sea levels for the Lianyungang (a) and Xiamen (b) tide gauge stations under sea level rise scenarios and subsidence scenario. (Dashed grey lines for display purpose, sampling method is GEV-r1)
5 结论和讨论
在海平面上升的“灰犀牛”情景下，中国沿海地区静态永久性淹没范围占比在SSP1-2.6情景下从2100年0.32%增加到2150年的1.14%，在SSP5-8.5情景下，占比从2100年的2.29%上升到2150年的6.33%。现有沿海设防可较好地应对缓发性永久淹没的过程，主要风险存在于因基础水位抬升引起的高潮位洪水和顶托效应，以及对极端洪水致灾频率的放大效应，需要及时更新并评估沿海设防水平，重视对极端复合灾害放大效应的影响。应当积极开展多种适应行动，增强适应未来海平面上升及海岸洪水威胁的能力。
相较于“灰犀牛”情景，在“黑天鹅”情景下，海平面上升幅度过大，尽管沿海地区建立了设防，但仍然会导致大范围的缓发性静态淹没，到2300年，淹没范围为82940~250122 km2，占沿海地区比例是6.26%~18.89%。气候系统突变会导致海平面上升速率极高，预留给沿海适应（如提高设防）的窗口较有限，容易引发系统性风险，产生具有“多米诺骨牌”效应的严重连锁危机。因此，应当积极推进“双碳”目标，尽量把风险控制在临界点下，减小“黑天鹅”事件发生的可能性，提升沿海城市韧性，降低气候变化综合风险，保障沿海经济社会的稳定和可持续发展。
极地冰盖的进退会导致复杂的全球海平面时空分布格局。由于地球的形状和重力场在不同地区不均匀，海平面上升的影响在全球范围内并非均匀分布，而是存在地域性差异。目前，卫星高度计观测的经验正交函数（EOF）被用来捕捉海平面空间分布的主导模式。但对于如MIS 5e和MIS 11时期的极端海平面上升情况，尚缺乏有效的区域海平面分布研究手段。基于观测发现，全球区域海平面空间分布呈现指纹特征，称作“海平面指纹”[39]。通过将冰盖模拟和海平面指纹方法融合，有可能估算冰盖极端融化和退缩情景下的中国沿海区域海平面变化情况。此外，在未来海岸洪水淹没模拟方面，包括致灾强度的模拟，基础数据以及洪水演进过程中皆存在一定的不确定性和偏差，部分不确定性可能被高估或低估，但总体结果仍能反映危险性的大致程度。后续应当不断通过多学科之间的合作，减少和改进模拟中的不确定性[38,40]。
参考文献
全球气候变化背景下海岸洪水灾害风险评估研究进展与展望
[J].
DOI:10.18306/dlkxjz.2019.05.001
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全球气候变化背景下,海平面上升以及高潮位和风暴潮引起的极值水位导致的海岸洪水对沿海社会经济和自然环境造成巨大影响,已是国内外关注的重点。论文梳理了广义和狭义海岸洪水的定义和要素,重点阐述了狭义海岸洪水的组成部分,从致灾因子、孕灾环境和承灾体以及风险评估方法与模型3个方面,系统总结了相关研究方法与研究成果的主要进展,以及存在的主要问题,并透视了未来拟加强的研究方向。建议加强沿海地区应对全球气候变化风险的研究,包括全球气候变化下多致灾因子耦合危险性和不确定性研究,沿海关键地区和关键暴露(关键基础设施)的风险评估研究,全球气候变化风险适应与减缓性措施的成本效益评价研究,提高沿海地区应对全球气候变化风险的韧性研究,以及建立多学科间的基础数据共享机制,采用交叉学科手段以便更综合、系统、动态研究海岸带问题,保障沿海地区开展全球气候变化下风险评估的需要。
A review of coastal flood risk research under global climate change
[J].
DOI:10.18306/dlkxjz.2019.05.001
[本文引用: 1]
The sea level rise under global climate change and coastal floods caused by extreme sea levels due to the high tide levels and storm surges have huge impacts on coastal society, economy, and natural environment. It has drawn great attention from global scientific researchers. This study examines the definitions and elements of coastal flooding in the general and narrow senses, and mainly focuses on the components of coastal flooding in the narrow sense. Based on the natural disaster system theory, the review systematically summarizes the progress of coastal flood research in China, then discusses existing problems in present studies and future research directions with regard to this issue. It is proposed that future studies need to strengthen research on adapting to climate change in coastal areas, including studies on the risk of multi-hazards and uncertainties of hazard impacts under climate change, risk assessment of key exposure (critical infrastructure) in coastal hotspots, and cost-benefit analysis of adaptation and mitigation measures in coastal areas. Efforts to improve the resilience of coastal areas under climate change should be given more attention. The research community also should establish the mechanism of data sharing among disciplines to meet the needs of future risk assessments, so that coastal issues can be more comprehensively, systematically, and dynamically studied.
沿海地区复合洪水危险性研究进展
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A review of compound flood hazard research in coastal areas
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高潮位洪水的致灾机制、风险评估与预报评述
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DOI:10.18306/dlkxjz.2024.01.014
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全球气候变化背景下，由海平面上升带来的长期慢性水患——一种发生于高潮位附近的小型海岸洪水变得愈加频繁，对沿海社会经济和自然环境造成一定影响，是当前国际上的研究热点之一。论文梳理了高潮位洪水的定义，并从高潮位洪水驱动因素、影响与风险评估以及高潮位洪水预报3个方面，系统总结了相关研究方法与研究成果的主要进展以及存在的主要问题。未来建议加强沿海地区高潮位洪水的驱动因素、风险评估以及预报的研究工作，包括对高潮位洪水的广泛监测，从驱动因素的变化和驱动因素间的相互作用角度研究高潮位洪水的形成，对沿海关键地区和重要基础设施开展全面的高潮位洪水风险评估研究，开展更加准确可靠的高潮位洪水发生频次、持续时间的预报工作，最终服务于沿海城市高潮位洪水的防灾减灾。
High tide flooding: drivers, risk assessment, and prediction
[J].
DOI:10.18306/dlkxjz.2024.01.014
[本文引用: 1]
High tide flooding (HTF)—a kind of minor coastal flooding that usually occurs near the high tide level, becomes more frequent under climate change. It has a certain impact on the coastal socioeconomic system and natural environment, and is a hot issue in low-lying coastal cities. This article examined the definition of HTF, and systematically summarized the main progress of HTF research in terms of its drivers, impacts, risk assessment, and frequency forecasting. In the future, it is recommended to strengthen the research on the drivers, risk assessment, and forecast of HTF frequency. These include extensive monitoring of HTF, quantifying the role of interactions between factors leading to HTF, comprehensively assessing HTF risk, and accurately predicting HTF frequency. All these works will finally contribute to the disaster prevention and mitigation of HTF in coastal cities.
Sea-level rise due to polar ice-sheet mass loss during past warm periods
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IPCC AR6解读: 全球和区域海平面变化的监测和预估
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Interpretation of IPCC AR6 report: monitoring and projections of global and regional sea level change
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The hysteresis of the Antarctic ice sheet
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Calculations of extreme sea level rise scenarios are strongly dependent on ice sheet model resolution
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Mass balance of the Antarctic ice sheet from 1992 to 2017
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中国应对气候变化的战略进程与角色转型:从防范“黑天鹅”灾害到迎战“灰犀牛”风险
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Evolution and transformation of China’s climate change strategy: from preventing ‘Black Swan’ disasters to reducing ‘Gray Rhino’ risks
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Emerging risk: conceptual definition and a relation to Black Swan type of events
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海平面上升及其风险管理
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海平面上升是人为气候变暖最为严重的后果之一。近年来海平面上升及其风险管理研究与实践取得了突破性进展:①海平面上升作为一种致灾因子,需要预测未来可能的情景及其概率,并关注低概率高影响的上限情景。为此,近年来发展了完全概率估计方法,以典型浓度路径和共享社会经济路径情景为条件,对未来海平面上升进行多情景及其概率估算。②在高排放情景下,冰盖模式模拟得出南极冰盖到2100年对海平面的贡献高达0.781.50 m,远高出IPCC第五次报告的估计。③21世纪末的全球平均海平面(GMSL)上限由原来的2.0 m调高为2.5 m,并指出21世纪之后,海平面上升仍很可能加速,但上升的不确定性将增大。④发展了综合考虑极端情景和中间情景、适应对策路径和稳健决策等方法,进行长周期关键项目决策、规划和风险管理,以管理海平面上升的潜在影响和风险。海平面上升及其风险管理研究今后需要加强监测、分析和模拟来预测不同时间尺度全球、区域和地方海平面上升的情景和概率,加强冰盖的动力过程和突变研究,减小海平面上升预测的不确定性,评估其上限情景,加强深度不确定性下的风险决策方法及其应用研究,以满足沿海地区气候变化适应规划和风险管理决策的需求。
Sea level rise and its risk management
[J].
DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2018.04.0350
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Sea level rise is among the most severe societal consequences of anthropogenic climate change. Significant advance has been achieved in recent years in the study of future sea level rise and its risk management practice: ①Sea level rise is considered as a kind of hazard,its future plausible scenarios and their probabilities are necessary to be predicted and estimated,and the upper limit with very low probability and high consequences should be emphasized. For this purpose,a complete probability distribution framework has been developed to predict the scenarios and probabilities of future sea level rise with Representative Concentration Pathways (RCPs) and the Shared Socioeconomic Pathways (SSPs) in recent years. ② For a high emissions scenario,it was found that Antarctic Ice Sheet might make a contribution to Global Mean Sea Level (GMSL) rise as high as 78150 cm (mean value 114 cm) by 2100. For the same scenario,the IPCC Fifth Assessment Report gave an Antarctic contribution of only -8+14 cm (mean value 4 cm). ③ Recent studies recommended a revised worst-case (Extreme) GMSL rise scenario of 2.5 m from previous 2.0 m by 2100. It is recognized that GMSL rise will not stop at 2100; rather,it will continue to rise for centuries afterwards,but the degree of uncertainty related to sea level rise will increase. ④ Approaches of combining the upper-bound scenario and a central estimate or mid-range scenario, Adaptation Pathways and robust decision-making are developed to provide a set of long-term planning envelope. These decision-making methods are used widely in coastal risk management related to future sea level rise. Sea level rise and its risk management need to enhance monitoring,analysis and simulation to predict the global,regional and local seal level rise scenarios and the probabilities with different time scales,reduce the estimate uncertainty, assess its upper limits, and enhance decision methods and their application under deep uncertain, in order to meet the needs of climate change adaptation planning,decision-making and long-term risk management in coastal regions.
Pleistocene collapse of the west Antarctic ice sheet
[J].Some glacial sediment samples recovered from beneath the West Antarctic ice sheet at ice stream B contain Quaternary diatoms and up to 10(8) atoms of beryllium-10 per gram. Other samples contain no Quaternary diatoms and only background levels of beryllium-10 (less than 10(6) atoms per gram). The occurrence of young diatoms and high concentrations of beryllium-10 beneath grounded ice indicates that the Ross Embayment was an open marine environment after a late Pleistocene collapse of the marine ice sheet.
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DOI:10.1038/s41467-022-34525-w
PMID:36376281
[本文引用: 1]
Land subsidence is impacting large populations in coastal Asia via relative sea-level rise (RSLR). Here we assesses these risks and possible response strategies for China, including estimates of present rates of RSLR, flood exposure and risk to 2050. In 2015, each Chinese coastal resident experienced on average RSLR of 11 to 20 mm/yr. This is 3 to 5 times higher than climate-induced SLR, reflecting that people are concentrated in subsiding locations. In 2050, assuming these subsidence rates continue, land area, population and assets exposed to the 100-year coastal flood event is 20%-39%, 17%-37% and 18%-39% higher than assuming climate change alone, respectively. Realistic subsidence control measures can avoid up to two thirds of this additional growth in exposure, with adaptation required to address the residual. This analysis emphasizes subsidence as a RSLR hazard in China that requires a broad-scale policy response, utilizing subsidence control combined with coastal adaptation.© 2022. The Author(s).
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