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浅谈气候变暖使我国沿海地区全球变化综合风险局势恶化

2020-04-29 508 上传者：管理员

关键词：
全球变化综合风险
全球变暖
冰盖融化
气候变暖
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工业革命以来，人类排放二氧化碳等温室气体造成近百年来全球气候与环境的持续变暖。最近60多年来全球的升温趋势尤其明显，其中，北半球比南半球的变暖更显著，我国东部海域升温比相邻陆域也较明显，见图1。

在全球变暖背景下，覆盖地球表面积约71%的海洋吸收了约93%因温室效应产生的额外能量，海洋从表层至深层不断升温变暖，海水体积受热而发生膨胀；与此同时，占地球表面积约10%的陆地冰川和冰盖也因吸收热量不断融化，冰川、冰盖和积雪融化产生的淡水流入海洋，增加了海洋的体积和质量，全球平均海平面因而持续上升，见图2。而海洋变暖后，海面蒸发了更多的水汽到大气中，特别是台风的发源地—西北太平洋，水汽携带了更多的热量上升到大气层中凝结释放，台风在形成中获得更多能量，从而变得更强，这是近年来发生的（超）强台风变多的主要原因，见图3。

此外，海平面的上升抬高了台风-风暴潮的基础水位，使得沿海极端水位高度进一步增高，因此，（超）强台风-风暴潮等气候致灾事件在沿海地区造成的洪涝等灾害加剧，许多低洼地还面临未来海平面持续上升带来永久淹没的威胁。这使中国沿海地区对全球变化的响应及风险具有高度的复杂性及不确定性，自然资源部第三海洋研究所（简称海洋三所）针对我国沿海地区陆域及海域对全球变化的响应特征、机制以及风险进行了分析，提出急需进一步研究我国沿海地区全球变化综合风险的若干科学问题与关键技术。使得沿海地区经济社会暴露于海平面上升和（超）强台风等气候致灾事件影响的范围、规模不断增大。

图11960—2014年全球陆地和海洋表面的变暖趋势（单位：℃/10a，方框所示为中国大陆东部和近海及相邻区域；图2全球变暖背景下陆地冰川和冰盖融化并流入海洋，造成海平面上升。

我国沿海地区拥有约1.8万多千米的漫长海岸线，且海拔低于10米的区域面积约12.6万平方千米，因此，我国也是全球低海拔地区人口最多的国家。自1978年以来，随着我国经济改革开放取得的巨大成功，大量的人口、经济产业和社会财富快速聚集于沿海地区，沿海地区经济社会因此遭受海平面上升和（超）强台风等气候致灾事件的灾害损失程度趋于增大。换言之，沿海地区面对气候致灾事件的影响呈现出更高的脆弱性。从气候变化综合风险理论的角度出发，沿海地区经济社会的灾害综合风险主要取决于气候致灾事件的发生与经济社会的暴露度和脆弱性之间的相互作用。然而，沿海地区的经济、社会、人口和文化等均处于快速的动态发展中，这使得经济社会的气候变化暴露度和脆弱性呈现动态的时空变化特征，因而具有较大的不确定性。近几十年来，我国沿海地区为了弥补土地资源的匮乏，多次实施了大规模围填海活动，造成我国沿海滨海湿地的锐减，红树林、珊瑚礁和海草床等典型生境的退化，进而弱化了典型生态系统稳定和保护海岸的作用，这又增加了沿海地区经济社会的气候变化暴露度和脆弱性。

最近，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）于2019年9月25日发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈》特别报告指出，20世纪以来全球海平面不断上升，并明显加速上升；2006年以来，陆地冰川和冰盖融化对海平面上升的贡献已超过海洋热膨胀的影响，沿海海平面的上升明显抬高了台风-风暴潮增水的基础水位。特别报告及本文作者团队的研究表明，未来几十年至本世纪末，全球（包括我国）沿海低洼地百年一遇极端水位事件将趋于频繁，如变为一年一遇或更加频繁的事件。也就是说，气候变暖情景下沿海地区的气候致灾事件强度将增强，海平面变化和台风-风暴潮等致灾风险将增加。研究还发现，在热带气旋影响下我国沿海极端水位高度有显著的上升趋势，特别是2000年以来，影响我国的超强台风和风暴潮的发生频次显著增加。在海平面持续上升的背景下，（超）强台风-风暴增水更易形成灾害性水位，特别是叠加高海平面和天文大潮时，更易造成严重灾害，加剧洪涝灾害的程度。

例如，2013年10月，强台风“菲特”影响浙江沿海，由于沿海海平面较常年异常偏高，海平面、天文大潮和风暴增水三者的叠加造成浙江沿海发生严重的洪涝灾害，经济损失约449亿元，受灾人口近666万人。“菲特”台风影响期间，浙江余姚市全城70%地区被淹，内涝达数天之久。2016年9月，超强台风“莫兰蒂”登陆福建厦门，这也是建国以来登陆闽南地区最强的台风，造成厦门地区人员伤亡和约102亿元的社会经济损失。2018年8月，台风“摩羯”登陆浙江温岭沿海，其间恰逢天文大潮，高海平面和天文大潮加剧了灾害的影响。

人类活动排放的二氧化碳等温室气体引起的气候变化及其影响还将继续下去。研究表明，未来气候情景下全球气候与海洋的持续变暖，很可能导致西北太平洋（超）强台风的数量增加，强度更强，达到最大强度的位置或登陆地点北移。登陆我国大陆的（超）强台风数量和强度将会增加，沿海地区将进一步暴露在更多更强的热带气旋（台风）的影响之下，因此，沿海地区经济社会面临很高的热带气旋多种致灾因子的综合危险性。研究指出，自20世纪80年代以来，气候与海洋变暖已导致沿海地区极端高温、海洋热浪的出现比以往更频繁、范围更广、强度更大、持续时间更久。例如，2016—2018年沿海地区破纪录的极端高温事件频繁出现。其间，2016年8月，东中国海（渤海、黄海和东海的简称）28.5℃和30℃等温线分别到达北纬36°和北纬32°，是有记录以来的最北位置，见图4。2018年7至8月，辽宁多地发生了持续的极端高温事件，局部地区最高气温甚至突破了40℃，而渤海发生的破纪录极端高水温事件使得大面积的海参养殖业遭受到毁灭性打击，造成了巨大的经济损失，仅辽宁省就损失了近70亿元。

研究还揭示，21世纪末东中国海的海温和海平面上升幅度将高于南海，升温幅度将会接近5℃，未来很有可能是全球升温和海平面上升幅度最大的海区之一；并且，在21世纪的近期（2020—2030年）、中期（2050—2060年）和远期（2090—2100年），东中国海的升温幅度都将大于南海。研究已表明，未来在不同气候情景下，海平面上升、海洋变暖等渐变性的气候致灾事件还将持续，与(超）强台风-风暴潮和极端高温热浪等突发性气候致灾事件的叠加将产生显著的放大效应，且由于沿海地区经济社会的气候变化暴露度和脆弱性处于发展中，因此，未来沿海地区经济社会的全球变化综合风险的严重后果已可窥见端倪。

基于此，作者团队研究了我国沿海地区经济社会和生态系统的若干全球变化综合风险。例如，未来在海平面上升和（超）强台风、极端降水和径流的多重叠加影响下，我国沿海地区特别是滨海城市洪涝灾害事件的危险性将显著增加，并对我国重要滨海城市的港口工程、防洪排涝等设施造成严重的影响；海平面上升和大规模围垦、排污和过度捕捞等人类活动使得我国滨海湿地面积锐减、生境退化和生物多样性下降、渔业资源衰退，未来海岸带滨海湿地和近岸海域生境，以及生态系统的服务功能将面临进一步退化的风险。在典型海岸带湿地生境中，红树林湿地既有抵抗风浪、保护海岸的作用，还是潜在的重要碳汇，有着减缓气候变化的重要作用。红树林向陆一侧的人工堤坝阻碍了适应海平面上升的能力，在沿海海平面上升速率快于同期全球海平面上升的背景下，并且，海平面变化叠加（超）强台风的影响将对红树林生态系统构成更大的威胁，如2013年“海燕”超强台风和2014年“威马逊”台风分别对菲律宾中部和我国海口东寨港的红树林造成了严重的损毁。此外，我国近海的快速升温变暖改变了环境与生物的物候，海洋物种季节演替和地理分布明显改变，例如，海洋变暖导致海洋暖水种和冷水种分布范围分别扩大与萎缩，包括物种不断北移，外来物种入侵加剧，渔业资源量明显下降，且中心密度北移，以及近岸海域藻类的暴发性增长，如大规模赤潮、绿潮和水母暴发性等海洋生态灾害频繁发生，而海洋热浪的发生频率增多，还加剧了热带珊瑚的白化和退化，这些变化对沿海地区经济社会的可持续发展带来了严重的影响和风险。

为应对未来不同气候情景下我国海岸带和沿海地区可能面对的全球变化综合风险，我们还需提高相应科学认识以及解决诸多技术问题。例如，认识多气候致灾事件的演变、发生和发展规律及其致灾的叠加放大效应及关键风险等问题，包括未来气候情景下海平面变化叠加(超)强台风、强降水和极端径流等气候致灾事件的叠加效应，以及我国沿海地区社会经济、港口工程、海岸带和海洋环境与生态对海平面变化、（超）强台风、极端径流、极端高温和海洋热浪的响应特征、机制及暴露度与脆弱性的变化特征；并且，还需发展多气候致灾事件与经济社会生态系统暴露度和脆弱性相互作用的理论以及综合风险评估关键技术，同时还需深入开展未来气候变化对沿海地区经济社会可持续发展的影响及综合风险的定量研究与评估。这些问题的解决将可为我国沿海地区应对气候变化，开展全球变化综合风险防范以及经济社会的可持续发展提供必要的科学支撑。

致谢：感谢国家重点研发计划“全球变化及应对”专项资助项目（项目编号：2017YFA0604900）；中国清洁发展机制基金赠款资助项目（项目编号：2014112）；国家社科基金重大资助项目（项目编号：17ZDA172）的支持。

图31985—2005年全球热带气旋路径图（左图，图片来源：NASA，2009）；西北太平洋热带气旋发生次数（右图，图片来源：齐庆华和蔡榕硕，2017）；图42016年8月，渤海、黄海和东海极端高海温分布型态（方框所示）.

蔡榕硕.气候变暖加剧我国沿海地区全球变化综合风险[J].科技纵览,2020,(1):73-75.