4 海平面变化成因
全球海平面上升是由全球气候变暖导致的海水增温膨胀、陆源冰川和极地冰盖融化等因素造成的。20世纪全球海平面平均每年上升1~2毫米。自1970年代以来,大洋增温和陆源冰川融化对全球海平面上升的贡献约为70~80%;自1990年代以来,极地冰盖融化的贡献率有所增加。1993~2011年期间,全球海平面上升速率约2.8~3.2毫米/年,同期中国近海海平面上升速率为3.7毫米/年;区域海平面变化与全球海平面平均状况有明显不同,热带太平洋西部海域的海平面上升速率较大,约为7.2毫米/年,热带太平洋东部海域的海平面下降,速率约为-0.8毫米/年。
在全球气候变化背景下,中国沿海气温和海温升高,气压降低,海平面上升。1980~2012年中国沿海海平面上升速率为2.9毫米/年;同期,中国沿海气温与海温呈上升趋势,上升速率分别为0.38℃/10年与0.20℃/10年;气压呈下降趋势,变化速率为-0.29百帕/10年(图35)。
图35 1980~2012年中国沿海气温、海温、气压与海平面变化
中国沿海海平面变化存在区域差异,渤海西南部和长江口沿海海平面上升幅度较大,1980~2012年上升幅度超过150毫米,远高于全国沿海海平面平均上升幅度的100毫米。区域海平面上升幅度较大与局地地面沉降有一定关系。
天津、河北和上海等地区位于河口淤积平原,地质结构松软,由于地下水超采和大型建筑物群的沉积压实作用,地面沉降幅度较大,沉降区域广,海平面的相对上升幅度增加,影响范围增大。监测结果显示,1959年~2011年,天津滨海新区最大累计沉降量为3.401米,地面高程已低于平均海平面1.061米;2009年~2011年,年平均沉降量为23毫米;2011年沉降量大于30毫米的面积为450平方千米。1970-1997年,河北沧州沿海地区平均累计沉降0.451米,平均沉降速率超过16毫米/年。1921年~1965年,上海市区地面平均下沉1.69米,年最大平均沉降量达110毫米;1921年~2008年最大累积沉降量达2.63米;2008年,上海平均地面沉降量为6.4毫米,中心城区平均沉降量为7.6毫米。
5 2012年中国沿海海平面异常分析
2012年,中国沿海气温和海温分别较常年高0.4℃和0.3℃,气压较常年低1.2百帕,中国沿海海平面较常年高122毫米。
2012年,中国沿海海平面处于1980年以来最高位,其中5~6月、8月和10月海平面较常年同期明显偏高,均为1980年以来同期最高值。海温、气温、气压和风等因素是引起海平面异常变化的重要原因(表2)。
表2 2012年中国沿海海平面、海温、气温和气压变化(相对常年同期)
2012年5~6月,中国沿海海平面比常年同期高145毫米,其中,东海明显偏高,达159毫米。2012年5~6月,中国沿海气温和海温分别较常年同期高1.2℃和0.5℃,气压较常年同期低1.6百帕。
2012年5~6月,东海气温和海温分别较常年同期高1.6℃和1.1℃,气压较常年同期低1.8百帕。2012年,南海夏季风爆发时间偏早,且强度偏大,同期东海东北风偏强,风场的异常有利于东海沿海海水汇聚和向近岸堆积(图36),6月17~21日,受热带风暴“泰利”影响,东海与南海出现了强降水过程。在各种因素的综合作用下,东海海平面明显偏高,5~6月海平面达1980年以来同期最高值。
图36 2012年5月和6月中国近海及邻近海域10米风场距平
(相对于1971~2000年同期平均值)
l 8月
2012年8月,中国沿海海平面与常年同期相比总体偏高159毫米,其中,东海偏高最明显,达191毫米。2012年8月,中国沿海气温和海温分别较常年同期高0.6℃和0.1℃,气压较常年同期低0.7百帕。
2012年8月,东海沿海气温与海温分别较常年同期高1.4℃和0.4℃,气压较常年同期低1.8百帕。2012年,8月夏季风持续偏强,在东海沿海形成较强的向岸风,有利于海水向岸堆积(图37)。8月台风活动频繁,共有5个热带气旋影响东海沿海,长时间的风暴增水在一定程度上抬升了当月海平面。在各种因素的综合作用下,东海8月海平面达1980年以来同期最高值。
图37 2012年8月中国近海及邻近海域10米风场距平和海平面气压场距平
(相对于1971~2000年同期平均值)
l 10月
2012年10月,中国沿海海平面与常年同期相比总体偏高131毫米,其中,渤海偏高最大,达163毫米。2012年10月,中国沿海气温和海温分别较常年同期高0.9℃和0.8℃,气压较常年同期低1.3百帕。2012年10月,冬季风偏弱,渤海沿海气温与海温分别较常年同期高1.2℃和2.0℃,气压较常年同期低2.2百帕,渤海10月海平面达1980年以来最高值。
6 海平面变化应对策略
海平面上升直接造成沿海低洼地带淹没、湿地变迁、沿海防护工程功能降低,加大城市洪涝和海水倒灌威胁,加剧海洋灾害,严重影响沿海地区经济社会的可持续发展。为有效应对海平面上升,建议沿海各地政府和相关部门采取如下措施:
(1)海平面上升将使现有堤防防御标准降低,堤外岸滩下蚀威胁堤防安全,建议根据海平面上升评估成果对堤防加高加固。围填海区域是海平面上升影响的严重脆弱区,应特别关注。
(2)高海平面和天文大潮期的台风风暴潮叠加,将严重威胁渔业生产安全,建议加强季节高海平面期的风暴潮应对工作。
(3)高海平面期的风暴增水会威胁码头货场的安全,低海平面期的风暴减水会影响航道行船,建议根据海平面变化加以区别应对。
(4)海洋矿产与能源采掘将诱发区域地面沉降,加大海平面相对上升幅度,同时增加海水入侵的危险,矿产与能源区应加强海平面变化影响评估,将影响降到最低。
(5)海平面上升使旅游休闲区海岸受到侵蚀,沙滩等旅游资源受损,应通过海滩砂人工补给、海滩养护和建设防波堤等手段加以应对。
(6)海平面上升威胁海洋生态环境、生物多样性和自然景观的完整性,应加强滨海湿地、红树林、珊瑚礁等生态系统的恢复和保护,形成应对海平面上升的立体防御。
(7)海岛礁易受海平面上升影响,建议加强权益岛礁和领海基点的海平面观测和影响评估能力建设。
6 海平面变化应对策略
(1)海平面上升将使现有堤防防御标准降低,堤外岸滩下蚀威胁堤防安全,建议根据海平面上升评估成果对堤防加高加固。围填海区域是海平面上升影响的严重脆弱区,应特别关注。
(2)高海平面和天文大潮期的台风风暴潮叠加,将严重威胁渔业生产安全,建议加强季节高海平面期的风暴潮应对工作。
(3)高海平面期的风暴增水会威胁码头货场的安全,低海平面期的风暴减水会影响航道行船,建议根据海平面变化加以区别应对。
(4)海洋矿产与能源采掘将诱发区域地面沉降,加大海平面相对上升幅度,同时增加海水入侵的危险,矿产与能源区应加强海平面变化影响评估,将影响降到最低。
(5)海平面上升使旅游休闲区海岸受到侵蚀,沙滩等旅游资源受损,应通过海滩砂人工补给、海滩养护和建设防波堤等手段加以应对。
(6)海平面上升威胁海洋生态环境、生物多样性和自然景观的完整性,应加强滨海湿地、红树林、珊瑚礁等生态系统的恢复和保护,形成应对海平面上升的立体防御。
(7)海岛礁易受海平面上升影响,建议加强权益岛礁和领海基点的海平面观测和影响评估能力建设。
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