作者:朱汉斌 来源:中国科学报 发布时间:2025/11/28 23:49:55
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研究发现现代海平面上升打破中国东南沿海四千年稳定期

 

美国罗格斯大学博士后林玉成(现就职于澳大利亚CSIRO)团队,联合广东省科学院广州地理研究所、中山大学、厦门大学、英国约克大学、英国杜伦大学、美国杜兰大学等科研人员,重建了中国东南沿海过去11700年的海平面变化历史。研究发现,气候变化驱动的现代海平面上升已打破长达4000年的稳定期,且气候变化导致的全球海平面上升与人类活动引发的地面沉降正共同加剧沿海城市洪涝风险。相关成果近日在线发表于《自然》。

过去4000年全球平均海平面变化速率分布。李玉成团队供图

海平面上升是气候变化的明确信号,正重塑海岸线,加剧海岸侵蚀、海水入侵和沿海洪涝灾害,威胁沿海城市可持续发展。卫星观测显示,过去30年全球海平面上升速率翻倍,从1993年的2.1毫米/年增至2023年的4.3毫米/年。然而,一些关键科学问题仍困扰科学界,如近期地质历史中是否出现过类似上升速率、海平面变化的驱动因素、现代加速上升中自然与人类影响的占比等。

海平面变化涉及大气、海洋、冰冻圈、沉积及固体地球过程的复杂相互作用,理解其驱动因素极具挑战,尤其在缺乏现代仪器观测数据的地质时间尺度上。而且,大部分现代观测不足60年,而许多海平面变化过程演化周期长达数百至上万年,时间尺度不匹配增加了评估长期趋势的难度。中国东南沿海是世界上最繁忙的海岸线之一,有长江三角洲、珠江三角洲等超大城市群,上海、香港、深圳等特大城市坐落于此,人口超1亿,是中国经济发达、人口密集的核心区域。准确理解该区域海平面变化驱动机制,对评估洪涝风险、制定适应策略意义重大。

该研究中,研究人员将先进统计和物理模拟方法应用于地质记录,并结合验潮站数据,成功分离了过去1.17万年来中国东南沿海城市海平面变化的驱动因素。过去1.17万年,全球海平面主要经历三个阶段:一是冰期向间冰期过渡(11700-4200年前),北美、北欧及南极大陆冰盖融化驱动全球平均海平面快速上升,后期逐渐减缓;二是4000年稳定期(约4200年前至1850年代),全球平均海平面上升速率在0毫米/年上下波动,自然气候变率等区域因素主导沿海环境演变;三是现代加速期(1850年代至今),人类活动致温室气体排放打破稳定格局,全球平均海平面上升速率加速,极有可能超过过去4000年任何一个世纪的水平。

研究人员指出,全球海平面上升与区域地面沉降构成复合威胁。中国东南部主要城市正快速沉降,研究20个沿海大城市中,2015-2022年实测沉降至少94%源于人类活动,主要是地下水过度开采和大规模城市建设。每个城市都有区域沉降速度快于全球海平面上升速度,沿海城市面临双重压力,相对海平面上升速度远超全球平均。

三角洲和盆地环境——特别是长江三角洲、珠江三角洲以及韩江三角洲(潮汕地区)——由于数千年来河流搬运沉积的厚层沉积物发生压实,天然易发生缓慢沉降。然而,人类活动可以显著加速沉积物压实进程(如地下水过度开采),使地表沉降速率急剧上升。研究的20个城市中,部分区域的沉降速率超20毫米/年,是当前全球平均海平面上升速率的5倍以上。沉降严重的三角洲地区是人口聚居地和经济发达核心区域,形成危险耦合效应,承受远超全球平均水平的相对海平面上升威胁

该研究证明,现代海平面上升打破4000年稳定期,沿海城市面临洪涝和侵蚀风险进入新阶段。全球海平面加速上升与人为地面沉降叠加,创造复合威胁,对中国及全球沿海特大城市可持续发展构成挑战。该研究为制定应对策略提供科学依据。削减全球温室气体排放至关重要,地方因地制宜的适应措施也不可或缺,包括科学地下水管理、严格建筑与填海政策以及基于自然的海岸防御措施。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09600-z

 
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