下沉的城市,上升的海洋(Sinking cities, rising seas)

地面沉降加剧了气候驱动的沿海地区海平面上升的问题。最近发表在《自然可持续性》杂志上的一篇文章量化了全球48个主要沿海城市的相对地面沉降率。该研究发现,相对局部地面沉降在空间上的变化比IPCC之前的估计更大,其中亚洲城市遭受的损失最大。这些发现可以完善对相对海平面上升的预测,并更好地指导沿海城市规划、设计和实施保护战略的行动。

下沉的城市,上升的海洋(Sinking cities, rising seas)

即使海平面小幅上升,也会对沿海土地构成巨大威胁。预测未来海平面上升对于政策制定者、城市规划者和工程师制定可持续的适应和缓解战略至关重要。联合国政府间气候变化专门委员会第六次评估报告(IPCC AR6)评估了有关气候变化的科学、技术和社会经济信息。然而,AR6与许多其他研究一起报告了大地理区域的全球相对海平面上升(RSLR),低估了当地陆地沉降的影响。

干涉合成孔径雷达(InSAR)等遥感和地球观测技术在测量和预测局部地面沉降方面发挥着重要作用。InSAR通过比较两幅孔径雷达(SAR)图像之间微波雷达信号的相位变化来监测地面。InSAR变形图可以在所有天气下提供宽空间覆盖和高分辨率的连续监测能力,使其成为估计局部地面沉降的有效工具。然而,处理方法、数据集、时间跨度的差异以及植被地区的一致性损失一直是巩固现有研究中的局部地面沉降数据的障碍。因此,人们在很大程度上认为不同地区的垂直土地运动是相似的。

来自南洋理工大学的Cheryl Tay及其同事使用2014年至2018年的InSAR数据,通过对植被生长或广泛土地扰动区域的速度进行空间插值,生成了连贯的InSAR地图。然后,他们得出了世界上48个最大沿海城市一致的相对局部地面沉降速度。与IPCC AR6报告的垂直地面运动不同,本工作报告的相对局部地面沉降速度不包括大尺度分量,如区域构造和冰川均衡调整。因此,局部和全球地面沉降速度之间的差异可以表明局部地面沉降对全球海平面上升的贡献。

Tay博士及其合作者比较了全球主要沿海城市的相对局部沉降速度,并使用负速度来指代与平均海平面相比的地面沉降。结果表明,沉降速度最高的快速沉降城市的沉降速度快于-20mm/年,主要集中在亚洲,尤其是那些正在快速扩张的特大城市。在48个城市中,有44个城市的陆地沉降速度超过了IPCC AR6报告的2006年至2018年间全球平均海平面上升3.7mm/年的速度。研究人员还观察到,不同城市之间的局部地面沉降速度差异更大(-16.2mm/年至1.1mm/年),而不是IPCC AR6估计的值(-5.2mm/年至4.9mm/年)。作者认为,如果加上当地地面沉降的贡献,沿海城市可能会面临更大程度的相对海平面上升。Tay博士和她的同事发现,城市内部甚至存在与人类活动有关的高度空间变异性,如工业、农业或水产养殖地下水的使用。

所提出的方法和结果可以更广泛地应用于更新目前对相对海平面上升影响的估计,以包括局部地面沉降的影响。举例表明,考虑到当地地面沉降的影响,到2030年,越南胡志明市和巴西里约热内卢的淹没范围可能分别增加20km²和2km²。作者还建议,在分析更长期的海平面上升时,应该考虑这些特定地点的因素。

沿海沉降随时间和空间的变化是复杂的。这组科学家指出,忽视局部空间变化的细节将使“由于气候驱动的海平面上升,正在经历局部地面快速下沉的城市面临更大的沿海灾害风险”。在未来的海平面上升评估中整合当地沉降信息将“更好地为可持续规划提供信息”。

来源:Nature communications engineering

下沉的城市,上升的海洋(Sinking cities, rising seas)

48个沿海城市的相对局部地面沉降(RLLS)峰值速度。a,最快的RLLS峰值速度集中在亚洲。峰值速度是指沿海城市行政边界内负InSAR速度的第95个百分位。来自Carto的底图数据。b,在城市行政边界内,与InSAR速度的每个范围相关的归一化像素数直方图显示,更高的峰值速度与更高比例的沉降区域相吻合。峰值速度用黑线和左上角的数字表示。只显示峰值速度最高的城市。

原文来源:Nature sustainability

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