慕尼黑工业大学(TUM)和杜兰大学的研究人员发现,这种土地下沉运动正极大地增加数百万沿海居民所经历的海平面上升幅度。
沿海居民面临更快的海平面上升
超过五亿人生活在低洼沿海地区,这使他们处于气候变化最严峻挑战的最前线。
来自TUM德国大地测量研究所(DGFI-TUM)和新奥尔良杜兰大学的一个团队在《自然通讯》(Nature Communications)上报告称,生活在人口稠密沿海地区的人们正经历着平均每年约6毫米的相对海平面上升。
这一速率几乎是每年2.1毫米的海岸线加权全球平均值的三倍,该平均值代表了全球海岸线记录的平均相对上升幅度。这也几乎是每年约3.15毫米的气候驱动绝对海平面上升速度的两倍。
造成这种差异的主要原因是地面沉降,即沿海城市和社区下方地面的逐渐下沉。
沿海陆地沉降的原因
沉降的确切原因并不总是容易确定,因为多种力量可能同时作用。
其中最重要的促成因素包括大量抽取地下水、石油和天然气开采、河流三角洲相对年轻沉积物的压缩,以及不断扩大的城市地区的重量。自然过程也有影响,包括构造运动和古冰盖消失后地壳的调整。
该研究的主要作者、DGFI-TUM研究员Julius Oelsmann博士表示:“如果我们想了解沿海海平面上升并有效应对,我们不仅要观测海洋,还要观测陆地本身。特别是在人口稠密的沿海地区,人类活动导致陆地沉降更为强烈——这通常是由于过度抽取以前稳定地下层的水和资源造成的。城市的巨大重量,加上长期的地质过程,会进一步加剧这种沉降。这样做,我们显著放大了气候驱动的海平面上升的影响。”
部分城市沉降速度极快
泰国、孟加拉国、尼日利亚、埃及、中国和印度尼西亚是相对海平面上升幅度最大的国家之一。其人口加权沿海平均值每年大约在7到10毫米之间。
美国、荷兰和意大利的速率也较高,平均每年约4到5毫米。
几个主要沿海城市成为沉降热点。平均沉降速率包括雅加达(13.7毫米/年)、天津(13.5毫米/年)、曼谷(8.5毫米/年)、拉各斯(6.7毫米/年)和亚历山大(4毫米/年)。
即使在同一城市内,情况也可能差异巨大。在雅加达,一些地点每年下沉多达42毫米,而其他区域同时却在上升。
陆地上升可抵消海平面变化
并非每条海岸线都在下沉。在瑞典和芬兰,地质隆起正导致部分沿海地区的相对海平面下降。
这些地区的陆地仍在上升,这是由于末次冰期后的冰后回弹——而且这种隆起速度比海平面上升速度更快。
地下水政策可减缓沉降
虽然陆地沉降的某些原因是自然的,但地下水使用是政府和社区可以直接影响的一个因素。
TUM德国大地测量研究所(DGFI-TUM)所长、大地测量地球动力学教授Florian Seitz表示:“在许多大型沿海城市,地下水抽取是地面沉降的主要驱动力。这意味着当地的政治和水资源管理决策可以产生重大影响。改善地下水管理、更严格地监管开采量或有针对性地对含水层进行回灌,至少可以减缓沉降速率,在某些情况下甚至可以基本停止沉降。”
东京提供了一个监管如何减少这一问题的突出案例。该市曾经经历过每年超过10厘米的沉降,受影响最严重的地点每年下沉约24厘米。
政府的行动和替代水源的开发最终大幅降低了这些速率。
德克萨斯州的哈里斯-加尔维斯顿地区也采取了类似的应对措施,那里大量的地下水抽取已成为陆地沉降的主要原因。官员们于1975年成立了哈里斯-加尔维斯顿沉降区,以监管地下水使用、鼓励替代水源并促进节水。