邓峰,崔振东
(1. 郑州大学体育学院 体育新闻与管理系,河南 郑州 450044;2. 烟台大学 计算机与控制工程学院,山东 烟台 264005)
格陵兰消融的冰山。随着全球气候变暖,冰川消融加速,全球海平面快速上升/Aline Dassel
2022 年5 月,世界气象组织发布的《2021 全球气候状况》报告显示:近十年来全球海平面年平均上升速率已经达到4.5 毫米。海平面加速上升,严重威胁着一些岛屿国家和滨海城市的生存与发展。为应对海平面上升威胁,世界各国采取了多种应对措施,包括搬离迁居,建造巨型海岸防护工程,加强海岸生态系统恢复与保护,建造漂浮城市,打造气候适应性城市等。海平面上升是全球气候变暖的一个严重次生灾害,要从根本上控制海平面上升,还需要世界各国从人类命运共同体高度出发,切实履行自己的减排承诺,遏制乃至扭转全球变暖趋势,这才是人类拯救自己的根本之道。
随着全球气候变暖,冰川消融加速,全球海平面正加速上升。我国自然资源部发布的《2021 年中国海平面公报》(以下简称《公报》)数据显示:目前我国沿海海平面呈现波动上升趋势。1980—2021 年,我国沿海海平面平均上升速率为3.4 毫米/年,高于同时段全球平均水平。2021 年,我国沿海海平面较常年高84 毫米,比2020 年高11 毫米,为1980 年以来最高水平。从十年平均数据来看,2012—2021 年我国平均海平面处于近40 年高位,较1982—1991 年高108 毫米,较常年高66 毫米。《公报》预计未来30 年,我国沿海海平面还将继续上升68 至170 毫米。2022 年2 月,美国宇航局、美国国家海洋与大气管理局等多个机构联合发布的《美国的全球和区域海平面上升报告》也发现“美国沿海海平面正在以前所未有的速度上升”。报告预计未来30 年美国沿海海平面将平均上升0.25 ~0.30 米。这一数据与过去100 年(1920—2020 年)海平面上升幅度相同。届时,美国沿海潮汐、风暴潮的高度将会显著增加,并延伸至更远的大陆内部,未来30 年美国沿海“中度”(通常是破坏性的)洪水暴发频率将是现在的10 倍以上,且可能因地区因素而加剧。世界气象组织发布的《2021全球气候状况》报告显示,1993—2022 年,全球海平面年平均上升3.33±0.4 毫米,分阶段来看,1993—2002年,全球海平面平均每年上升2.1 毫米,2003—2012 年,平均每年上升2.9 毫米,而2013—2022 年,全球海平面年平均上升速率则陡增至4.5 毫米。对比上述三组数据,可以明显看出全球海平面上升速度正在不断加快。报告还发现,自1993 年以来,几乎全球所有海域的海平面都有所上升,但各地上升幅度却存在差异,热带太平洋西部、西南太平洋、北太平洋、西南印度洋和南大西洋等地区的海平面上升速度远超全球平均水平,而格陵兰岛周围和冰岛以南,以及南极洲周围的南大洋海平面上升速度要低于全球平均水平。
未来,全球海平面加速上升趋势仍将继续。2022年2 月,联合国政府间气候变化专门委员会第六次评估报告预计,到2050 年,在低、中、高三种情景下,全球平均海平面将上升0.19 米、0.21 米和0.23 米;到2100 年,在低、中、高三种情景下,全球平均海平面将上升0.44 米、0.56 米和0.77 米。《2021 年中国海平面公报》进一步指出:考虑到冰盖过程的不确定性,高情景下2100 年和2150 年全球海平面上升幅度甚至可能达到2 米和5 米,届时大洋中的不少岛屿国家将遭遇“灭顶之灾”,更令人担忧的是,即使二氧化碳排放量大幅减少,未来全球海平面上升在百年至千年尺度上都是不可逆转的,人类预测的海平面上升现象终会发生。
导致全球海平面上升的根本原因是全球气候变暖。随着大气中温室气体浓度的持续增加,地球系统积累了大量过剩的能量,海洋拥有巨大的比热容,过剩的能量有93%被储存在了海洋中,7%用于加热陆地,加热大气,融化极地海冰、冰盖,融化山地冰川等。海洋热含量增加使得海水温度越来越高,海水热膨胀效应愈加明显,海平面也会随之不断上升。全球气候变暖还进一步加速了冰川融化,使得注入海洋中的淡水越来越多。目前,全球几乎所有的冰川都在加速退缩,《2021 全球气候状况》数据显示,2010—2019 年全球冰川消融速度比1992—1999 年增加了4 倍。海水热膨胀、冰川消融是导致海平面上升的两大核心因素,科学家们进一步研究发现,自1993 年以来,海平面上升了7.5厘米,海水变暖膨胀因素“贡献”了其中的40%,其余60%是由南极冰盖、格陵兰冰盖和陆地冰川融水导致的。除上述两个主要因素外,地面沉降也会导致海平面的相对上升。地质构造运动、地壳均衡调整和地面压实等自然因素,以及沿海地下水开采、高层建筑群建设等人为因素,都会加剧地面沉降,沿海低海拔地区若发生地面沉降就会导致海平面的相对上升。
需要指出的是,气候变化对海洋造成的影响是十分复杂的,除了海平面上升外,其他影响还包括海水升温、海洋酸化、海洋溶解氧含量下降。海水温度升高会直接威胁“海洋热带雨林”——珊瑚的生长,目前澳大利亚大堡礁已经出现大面积珊瑚白化现象。海洋酸化会对部分鱼类、贝类幼体存活率产生影响,威胁水产养殖业、旅游业、粮食安全以及沿海生态保护。海洋溶解氧含量下降会对海洋生物栖息地造成潜在影响,导致鱼类、蟹类等生物死亡或迁移。
海平面上升将不可避免地导致一些沿海低洼地区被海水淹没,直接威胁一些国家和地区的生存与发展,而首当其冲的是散落于大洋中的岛屿国家。太平洋中目前有27 个岛屿国家,它们大多面积狭小,海拔较低,如瑙鲁海拔约1.2 米,帕劳海拔77 厘米,汤加海拔80厘米,斐济海拔1.3 米,萨摩亚海拔不到90 厘米,密克罗尼西亚平均海拔96 厘米,图瓦卢平均海拔不足1米。如此低的海拔,使这些岛屿国家很难抵挡汹涌上涨的海水。2016 年的一项研究发现,海平面上升已经导致至少5 个原本属于所罗门群岛的“植被礁岛”消失,另外6 个岛屿正在经历严重的海岸线衰退。海平面上升,无疑将导致这些岛屿国家面临“灭顶之灾”。以印度洋中的群岛国家马尔代夫为例,科学家预计50 年以后,马尔代夫首都马累就会从地球消失,100 年后马尔代夫就将完全沉没。散落于太平洋的岛屿国家中,有300 万居民生活在距海岸线10 千米范围内,未来他们很难幸免于这场灾难,科学家们预测到21 世纪末这些居民将不得不搬离他们的家园。
海平面上升同样威胁到一些滨海国家和地区。荷兰在日耳曼语中叫尼德兰,意为“低地之国”,荷兰一半的国土面积海拔低于1 米,26%的国土甚至低于海平面。荷兰18%的国土面积是人工填海造出来的,在排开海水后,地面由于长期接触不到水分,地下水位下降后地表失去支撑,导致荷兰面临着严峻的地面下沉危机。荷兰南部城市Gouda 是受地面下沉影响最大的城市之一,目前该市地面平均每年下沉3 毫米,有些地方甚至下沉10 毫米。地面下沉,进一步加剧了荷兰面临的海平面上升危机。受海平面上升影响较大的另一个典型案例是印度尼西亚首都雅加达。雅加达拥有约1 000 万人口,地下水过度开采、地质活动等因素导致这座城市目前正以每年5 ~10 厘米的速度下沉。这样的下沉速度使雅加达面临的海平面上升威胁异常紧迫。世界经济论坛发布的报告预计,到2050 年,雅加达的大部分地区可能会被淹没。为此,目前印尼政府正积极推进迁都计划。受海平面上升威胁的沿海城市不仅仅只有雅加达,到21 世纪末,孟加拉国达卡(人口2 240 万)、尼日利亚拉各斯(人口1 530 万)、泰国曼谷(人口900 万)也可能完全被淹,或者在水下有大片土地无法使用。
除直接淹没土地外,海平面上升还会进一步加大沿海国家和地区的海洋灾害威胁,具体体现在以下方面:一是诱发风暴潮灾害。风暴潮是由剧烈的大气扰动(如强风和气压骤变)导致海水异常升降,潮位大超平常的现象。高海平面、天文大潮、异常降水等因素叠加,极易诱发风暴潮事件。风暴潮会导致海区海水漫堤,海岸受损,同时也会给海洋养殖、交通设施等带来较大经济损失。二是滨海城市洪涝。高海平面顶托排海通道的下泄洪水,加大沿海城市泄洪和排涝难度,加重洪涝灾害。2021 年,受短期极端高海平面和强降雨等因素共同作用,我国浙江、广东和海南沿海均发生了复合型滨海洪涝事件,给这些地区造成较大经济损失。三是咸潮。海平面、潮汐、风暴潮和上游来水等影响咸潮入侵程度,咸潮会导致入海河流上游水体变咸,氯化物浓度超标,影响工农业生产和生活用水。四是海岸侵蚀。海平面上升加剧海岸蚀退和岸滩下蚀,同时加大侵蚀海岸的修复难度。五是海水入侵。海平面上升加剧沿海地区海水入侵,影响沿海地下淡水资源、土壤生态系统、工农业生产,以及居民生活和健康。
面对持续上升的海平面,世界各国都在积极探索应对之策,总体来看,世界各国主要采取了以下几种应对措施。
(1)搬迁移居。对一些受海平面上升威胁较大的岛屿国家和沿海城市,搬迁移居可能是目前最好的应对措施了,尽管这是无奈之举。前文已经提到的印尼首都雅加达就是城市搬迁的一个典型例子。雅加达是目前受海平面上升影响严重的城市之一,印尼万隆理工学院教授亨利·安德里亚斯预计,30 年后北雅加达地区95%的土地将会被海水淹没。为防止国都沉没于海水,2019 年8 月,主政印尼的佐科政府就提出将首都迁至东加里曼丹省首府三马林达与港口城市巴厘巴板之间,2022 年1 月,印尼国会正式批准了这一迁都计划。迁都计划预计花费约320 亿美元,尽管耗费巨大,但面对未来可能的“灭顶之灾”,迁都已经是印尼当下最好的选择了。瑙鲁是全球最小的岛国,为应对海平面上升危机,该国曾在澳大利亚墨尔本建立了一座瑙鲁大厦,作为未来国民迁居之地。但是由于经营不善,目前承载该国希望的瑙鲁大厦已经被抵押。图瓦卢是仅次于瑙鲁的世界第二小岛国,该国是全球首个受海平面上升威胁的国家,早在2001 年11 月份,该国领导就对外发布声明,宣布该国对抗海平面上升的努力已经失败,该国居民将逐渐撤离海岛,举国搬迁。2002年新西兰政府同意每年收留75 个图瓦卢移民。目前1万多人口的图瓦卢每年有6 000 多人长期在附近国家打工,留在国内的图瓦卢人也都想尽快撤离海岛。帕劳是位于西太平洋的一个岛屿国家,原本拥有2 万人口,为躲避海平面上升危机,目前该国已有4 000 人移居海外。总体来看,对于一些受海平面威胁严重且紧迫的小国而言,它们没有广阔的土地作为缓冲,同时也缺乏资金和技术来建设海岸防护工程,迁居海外就是它们无奈但最好的应对策略了。
(2)建造巨型海岸防护工程。建造海堤、防波堤是应对海平面上升的一项有效措施,目前不少国家都在建设这样的防护设施。比如,受海平面上升威胁较大的马尔代夫,已经开始在主要人口居住的岛屿外围修建海滩防护墙。荷兰受海平面上升威胁较大,较早就开始通过修建防波堤来填海造地,然后将防波堤内的水抽干,形成被称为“圩田”的旱地。这种“圩田”既能拓展陆地面积,又能减缓海水对核心区域的侵蚀,比较适合荷兰这种国土面积狭小、地势较低的滨海国家。新加坡大部分国土位于海拔15 米以下,三分之一的国土面积海拔不足5 米,作为一个四面环海的低洼岛屿,海平面上升将可能使新加坡三分之一的土地沉入海底。2019 年新加坡总理李显龙宣布:计划在未来100 年内投入至少1 000 亿新加坡元兴建沿海防御性设施,具体包括两个方法,一是效仿荷兰,采用“圩田”的填海造地技术来保护海岸线;另一个方法是填海造岛,并用堤坝将这些岛屿连接起来形成一个蓄水池,以作为雨水的排水系统,目前填海造岛计划安排在新加坡东海岸至樟宜滨海沿岸,填海造出的“长岛”将同时实现新加坡的“住宅区计划”和“海岸线保护计划”。上面提到的海岸防护工程核心思想是利用人工材料和技术来改造自然环境,以应对海平面上升,而在美国纽约、孟加拉国的沿海地区,人们则用天然牡蛎壳堆积的牡蛎礁来抵御海浪,进行自然防御。这种方法不会污染和破坏环境,值得广泛推广。
(3)加强海岸生态系统修复与建设。海岸生态系统包括红树林生态系统、珊瑚生态系统、盐沼生态系统等。红树林有着“海岸卫士”“海洋绿肺”的美誉,它们的根系发达,纵横交错的根系网络能让它们牢牢地扎根于滩涂,在海岸边形成一道严密的防风浪栅栏。研究表明,当红树林覆盖度大于40%及林带宽度在100 米以上时,就能够消除85%的海浪,即使10 级大风刮起的巨浪也能被它们削弱为平波。海平面上升对东南亚国家也构成了较大威胁,为防止海浪侵蚀,目前东南亚国家都开始加强了对红树林的保护和培育工作,印度尼西亚较早就建立了多个红树林国家公园,越南、泰国正在投资建设红树林保护区,利用红树林最典型的国家还属新加坡,该国在自然公园以及全境沿海区域大量种植红树林,期望通过这样的自然防御屏障来应对海平面上升。除红树林外,珊瑚在抵御海浪入侵方面同样能发挥重要作用,科学家研究发现,健康的珊瑚可以吸收97%的波浪能,这对削弱海浪潮汐侵蚀力、保护海岸意义重大。海平面上升对美国夏威夷、澳大利亚等地也有较大影响,目前这两个国家均将珊瑚礁海域设为国家公园,并划分为不同功能区,对关键区域进行严格保护。除红树林、珊瑚外,沿海沼泽地也可以削弱海浪潮汐对海岸的冲击,目前美国加州正在逐步恢复旧金山湾的沿海沼泽地,以减少风暴潮和海浪侵蚀的影响。类似的,美国波士顿市也提出了“弹性波士顿港”计划,计划将沼泽作为海浪与城市间的缓冲地带。海岸生态系统修复与保护是一项较为缓慢的工程,而一旦构筑好了这一自然屏障,就能大大减轻潮汐海浪对海岸的侵蚀,降低海平面上升威胁。目前,不少受平面威胁较小的国家都在未雨绸缪,积极采用这一海岸防护措施。
(4)建造漂浮城市。为应对海平面上升,人们开始大胆发挥想象,尝试在海平面上建造一个漂浮的人工城市,由于城市是浮于海面,因此无论海平面如何上涨,都不会威胁到其上面的人工城市。目前,马尔代夫、韩国正在积极实践这一设想。马尔代夫计划打造一座可以容纳20 000 人居住的漂浮城市,城市轮廓设定为类似蜂窝状的六边形,由5 000 个漂浮单元组成,每一个漂浮单元在当地船厂建造完成,然后拖到海洋中连接在一个水下大型混凝土结构上,通过伸缩钢锚定在海床上。这座漂浮城市的首批居民计划于2024 年初开始搬迁,整座城市将在2027 年竣工。韩国釜山目前也在建造一个类似的漂浮城市,釜山港是韩国最大的港口,也是联合国人居署永续人工浮岛的首个试验地点。釜山浮岛总面积约合6 万平方米,最外围拥有通往外界的公路和自然林地,内部则是用木材和竹子建造而成的住宅区,岛内可居住1.2 万人,拓展后最高可容纳10 万人。浮岛底座采用一种特殊的生态岩石制成,比水泥更坚硬,足以抵御洪水、海啸甚至5 级飓风。浮岛的整个主体由6 个漂浮在海上的正六边形浮岛组建而成。除了住宅区外,这座漂浮城市还包括学校、商业购物中心、零售店、酒店、娱乐场所、停车场和公共工程设施。此外,这座浮岛上还建立有零废弃物循环系统、闭环水系统、食物系统、净零能源系统、创新交通系统和沿海人居环境再生系统,力图将自己打造成一个可以自我维系的城市。该项目已于2022 年4月启动,有望于2025 年竣工。
(5)打造气候适应性城市。应对海平面上升是一个复杂系统的工程,不能仅寄希望于海岸防护工程,特别是海平面上升仅仅只是气候变化的其中一个危害,因此,我们更需要从气候变化的宏观视角来思考应对策略。为此不少城市和地区开始将气候变化因素纳入城市规划和建设中。如英国伦敦发布了海岸带《弹性建设和风险防控》(2011),荷兰鹿特丹发布了《鹿特丹气候变化适应策略》(2013),美国波士顿发布了《应对海平面上升》(2013)、旧金山发布了《旧金山海平面上升行动计划》(2016 年)等。2014 年,我国提出要建设“海绵城市”,也是出于这样的考虑。海绵城市的建设理念认为城市应该利用湿地、植被和开阔地带等自然资源来吸收和消散水。在中国654 个最大的城市中,约有641 个经常受到洪水的影响,尤其是沿海城市。海绵城市战略希望80%的城市土地能够吸收或再利用70%的雨水,对沿海城市而言,海绵城市的建设将极大降低城市洪水的威胁,目前我国海南省三亚市是践行这一城市建设理念的典型城市。同时,近年来我国还先后出台了《国家适应气候变化战略》《城市适应气候变化行动方案》《国家适应气候变化战略2035》,这些战略和行动方案就是我国未来应对气候变化(包括海平面上升)的综合策略和行动指南。
海平面上升是全球性灾害,全球气候变暖是其根本原因。要从根源上彻底控制海平面上升,还需要世界各国回到联合国气候变化框架内,主动承担和完成“区别但有共同责任”的减排目标,共同遏制和扭转全球气候变暖的趋势,拯救人类自己。