2024年10月21日，遼寧省盤錦市、營口市以及河北省唐山市等環渤海地區多地出現海水倒灌現象，這在當地“幾十年來沒見過”。就在當年11月18日，廣東汕尾市陸豐的多個鄉鎮也發生了海水倒灌。

兩次海水倒灌相隔僅一個月，背后的原因是什么？是與全球變暖相關聯的海平面上升引起的嗎？

雖然專家在事后解釋，環渤海的海水倒灌是由于天文大潮和風暴潮疊加導致，并不一定和海平面上升直接相關。但這并不能完全打消公眾疑慮：沿海地區的海水倒灌現象會否越來越多？

這兩次海水倒灌事件看似與海平面上升關系不大，但我們需要從海平面上升對極端海平面事件的影響角度來看問題。全球變暖使海平面上升速率加快，而不斷升高的海平面正在使極端海平面事件日益頻發。

氣候變暖波及海平面，擔憂可追溯到50年前

海水倒灌會否越來越頻繁？這并非缺乏科學常識的杞人憂天。其實，早在幾十年前，一些富有遠見的科學家就已開始著手研究這個問題。

氣候變暖必然導致大陸冰川、海洋冰架和極地冰蓋消融，同時海水也會因受熱而膨脹，因此海平面上升是伴隨氣候變暖而必然發生的現象。

聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的歷次評估報告都把海平面上升作為重點關注內容之一。早在1988年，我國在全球氣候變化研究開展初期，就由中國科學院院士施雅風牽頭，開展了“中國氣候與海面變化及其趨勢和影響的初步研究”。

據IPCC2019年發布的特別報告，到本世紀中葉和世紀末，全球沿海地區原來百年一遇的極端海平面事件發生概率將會有不同程度升高。

隨著海平面上升，海水倒灌的發生日趨頻繁。本世紀初，國家最高科技獎獲得者、中國科學院院士葉篤正就曾將此作為主題之一，在重要學術會議上發起討論。

其實，海水倒灌是極端海平面事件的一種表現，2024年環渤海灣海水倒灌就是一起典型的極端海平面事件。隨著海平面的升高，極端海平面事件的發生頻率也在升高，這已成為近年來科學界的一個研究熱點。

所謂極端海平面事件，是因自然或人為因素而產生的、在較短時間內海平面發生劇烈升降變化的事件。引發極端海平面事件的因素包括潮汐引力引起的天文大潮、臺風或溫帶氣旋等大氣載荷引起的風暴潮、海底地震或火山噴發引起的海嘯，還有海洋波動引起的“波增水”和“爬升波”等現象。上述現象也可相互疊加出現。

極端海平面事件往往會導致人類生命財產及基礎設施等方面的重大損失，其極端性可用海平面變動幅度相對正常變動幅度的大小描述，也可用概率密度的百分位描述，或用“五十年/一百年/兩百年一遇”等基于頻率論觀點的概率描述。

需要指出的是，從古至今，極端海平面事件時有發生，并不只在全球變暖和海平面上升的時段才會出現。比如，由風暴潮和天文大潮疊加造成的極端事件，其發生并不依賴于海平面上升。但是氣候變暖和與之相伴的海平面上升，卻能加劇極端海平面事件，這是我們應該加以警惕，并需要未雨綢繆、做好必要準備的。

海水膨脹疊加冰架融化，海平面上升或突然加速

海平面上升問題一直是全球變暖和氣候變化研究的一個重要問題。

一開始，關于全球海平面的觀測資料和知識積累比較缺乏，很難有明確結論。經過幾十年持續努力，全球海洋觀測水平有了巨大提升，海洋和海冰環流在理論、模擬和分析水平上取得了顯著進步，科學界對全球冰凍圈的認識也更為深入。在此基礎上，我們對過去一百多年來全球海平面上升的趨勢有了比較確切的認識和理解——許多跡象表明，全球海平面正呈現加速上升趨勢。

2019年，IPCC發布關于海洋和冰凍圈的特別報告，在2021年發布的第六次氣候變化評估報告中，又設專章評估了包括海平面變化在內的海洋和冰凍圈變化。報告明確指出，全球海平面在加速上升，其中2006年至2015年的上升速率約為每年3.6毫米——該速率在1901年至1990年間僅約為每年1.4毫米，已提升了約2.5倍。最新研究顯示，2019年至2024年的6年間，全球海平面又以每年4.3毫米的速率上升了26.1毫米。

總體而言，1901年到2018年的一百多年間，全球海平面上升了約0.2米。IPCC預計，隨著氣候變暖趨勢的持續甚至加速，到2100年，全球平均海平面將在1986年至2015年的水平（即近似于本世紀初的水平）上，在高低兩種溫室氣體排放情景下，分別上升約0.84米或0.43米，且下個世紀還將進一步上升。從目前趨勢看，本世紀內，海平面上升幾乎肯定會超過0.43米的下限。

全球不同地區海平面上升過程時空結構示意圖

導致海平面上升的因素有很多，從全球尺度來看，陸地冰川、極地冰架和冰蓋的融化，以及海水的熱膨脹是主要因素；從區域尺度上看，導致海平面上升的因素還包括大氣和海洋環流的變化、區域水循環和河流入海徑流的變化、海岸帶的沉積和侵蝕、人類活動或地殼運動導致的地面沉降等。

先看全球尺度因素對海平面上升的影響。陸地冰川雖然融化速度較快，但其總量較小，因而對全球海平面上升的總貢獻相對較小。已有研究表明，上世紀初至今，海水熱膨脹是全球海平面上升的主要貢獻者。不過本世紀以來，格陵蘭和南極的冰架、冰蓋融化對海平面上升的貢獻日益顯著。

格陵蘭和南極的冰架、冰蓋融化過程相對較慢。但古氣候研究表明，在10多萬年前和300多萬年前，當時地表溫度稍高于現在，全球平均海平面比現在高出5米以上——如果海平面上升5米，無疑會對生活在沿海的幾十億人口和全球經濟產生巨大影響。這也從一個長時間尺度說明，控制全球升溫幅度非常重要。

值得高度關注的是，隨著全球變暖的持續發展，來自海洋深層的增暖，一方面會增強熱膨脹效應，另一方面也會通過加熱海冰底層來加劇冰架的崩解和融化——這些都可能導致海平面在氣候變暖的進程中進一步或者突然加速上升。這也從一個側面說明了氣候系統內部的非線性特征以及發生氣候突變的高度可能性。

雖然到本世紀末，海平面上升不可能達到5米以上，但0.43米至0.84米的海平面上升幅度足以完全改變極端海平面事件的面貌，從而對人類生活和生命財產安全、沿海地區的生態系統及基礎設施造成極大破壞和威脅。

風險指數級升高，百年一遇變一年一遇

很多人可能會對每年三四毫米、一個世紀不到一米的海平面上升幅度不屑一顧：這么一丁點“漲幅”和錢塘江潮比起來可謂“小巫見大巫”，有什么值得擔憂的呢？

這其實是對海平面上升潛在影響和危害的極大誤解：一是沒有認識到平均海平面上升和極端海平面事件之間的高度非線性關系；二是沒有認識到全球海平面上升存在空間結構的差異性；三是沒有認識到伴隨氣候變暖而生的風暴潮、海浪等的發生頻率和強度變化與平均海平面上升對極端海平面事件的疊加效應。

全球變暖導致冰川融化（圖/Pixabay）

首先，平均海平面上升和極端海平面事件之間存在高度非線性關系。IPCC關于海洋和冰凍圈的特別報告指出，海平面的微小幅度增加，足以讓極端海平面事件的頻率和強度明顯增加。這是因為海平面提升了風暴潮、天文潮汐和海浪的平臺，也就提高了極端海平面事件中的海水洪澇高度。

由于海水洪澇高度和極端海平面事件的發生率呈對數關系，這意味著極端海平面事件的發生率會隨海平面上升而指數級增長。對此，IPCC特別報告有兩點結論值得關注：其一，無論何種溫室氣體排放前景，很多低緯度地區的百年一遇事件到本世紀中葉將變成一年一遇或更加頻繁；其二，高溫室氣體排放情景下，到本世紀末，全球沿海地區幾乎都將成為極端海平面事件一年一遇的地區。這些結論雖還存在一定的不確定性，但科學界認為其仍是高度可靠的。

其次來看全球海平面上升的空間結構差異性。前文提到的“到本世紀末0.43米或0.84米的海平面上升”是全球平均意義上的預測，但實際而言，從空間分布上看，有的區域上升速率會高于全球平均，有的則偏低。例如，過去30年衛星測高數據顯示，西太平洋地區的海平面上升速率明顯高于全球平均值。再結合極端海平面事件發生概率和海平面上升幅度之間的指數關系，那么西太平洋地區沿海極端海平面事件增加的風險顯然要高于全球。

由此可見，看似緩慢上升的海平面將在未來幾十年、一兩百年間，給人類社會，尤其沿海城市帶來巨大的生存威脅。

未來警示來臨，沿海城市面臨生存威脅

氣候變暖導致海平面上升，風暴潮、海水倒灌等極端海平面事件發生的頻率和強度也隨之升高，這會威脅到生活在沿海地區的城市和居民的安全與發展。

這不是杞人憂天，也不是危言聳聽，而是實實在在的危險，是應早加注意、早加防備的重要問題。

現在，科學界已經預見到，到本世紀中葉，很多低緯度沿海地區原本兩百年一遇的極端海平面事件將會變成一年一遇；而在高排放情景下，到本世紀末，幾乎所有沿海地區遭遇極端海平面事件的頻率都會變成一年一遇，甚至更加高。

這是一種值得高度關注和警惕的趨勢。平均海平面上升在類似2024年遼寧、河北、廣東等地發生的海水倒灌事件中所產生的影響，顯然不應被低估。我們更應把這類事件當成來自未來的警示，從而加緊行動，做好應對準備。

聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的特別報告指出，上海目前二百年一遇的風暴潮高度（風暴增水）為4.6米，到本世紀最后二十年，這一高度會增加到5.1至5.5米。實際上，如果考慮到熱帶氣旋強度、海浪高度等因素變化和地面沉降趨勢，屆時這一風暴潮高度應比IPCC特別報告預估的更高。

還有一個尚未得到廣泛關注的風險，那就是全球變暖導致的極端高溫、干旱和洪澇災害，可能會和越來越頻繁的極端海平面事件產生級聯效應，從而給沿海地區帶來重大損失。

沿海城市是時候行動起來了。

>>>延伸閱讀：歷史上的極端海平面事件

公元前48年 渤海海溢

《漢書》卷二十六天文志第六記載，元帝初元元年（公元前48年），“其五月，勃海水大溢。”

勃海即今渤海，因為書里并無地震記載，這次“海溢”應該主要是由氣旋導致的風暴潮引起，也可能疊加了天文大潮等其它因素。

公元676年 青州海溢

《新唐書》五行志三記載：“上元三年八月，青州大風，海溢，漂居人五千余家。”

這次海溢事件從季節上推斷，主因可能是臺風引起的風暴潮。

1696年 江浙風暴潮

江浙地區曾在康熙三十五年（1696年）遭強臺風引起的風暴潮侵襲，尤以上海為重災區，共致逾十萬人死亡、八萬頭牲畜失蹤，房屋倒塌難以計數。

1724年 海潮入侵鹽城

又據鄒逸麟《中國歷史地理十講》記載，清雍正二年（1724年），臺風拔樹，海潮侵入鹽城縣城，沖倒房屋無數，淹死近五萬人，牲畜損失難于計數。

1970年 孟加拉灣海嘯

1970年11月12日，孟加拉灣遭遇風速達每小時185公里的超級氣旋風暴。隨之而來的海嘯掀起6米多高的巨浪，淹沒了低洼島嶼和恒河三角洲地區，導致30萬人死亡和100多萬人無家可歸。這是世界上最著名的一次極端海平面事件。

1991年4月，孟加拉灣再次遭遇特大風暴潮，雖事先已有預警，但仍致13萬人死亡。

1992年 我國東部風暴潮

1992年8月到9月間，當年第16號強熱帶風暴與天文大潮疊加，造成了1949年以來損失最大、波及范圍最廣的一次風暴潮災害，從華東沿海向北至山東、天津、河北和遼寧等地區均不同程度受災。

原標題：《海平面上升拉響超速警報！海水加速膨脹，沿海城市hold住嗎？》

欄目主編：許琦敏 文字編輯：劉琦 題圖來源：視覺中國 圖片來源：除注明外均作者提供

來源：作者：呂建華