中国沿海地区海平面变化趋势及其影响的预见

1、中国沿海地区海平面变化趋势及其影响的预见自2001年政府间气候变化专家委员会（IPCC的第三次综合评估报告公布 以来，对近期气候与海平面变化趋势有了基本一致的认识，那就是随二氧化碳 溶度的增加，全球气候增暖的速度将加速，海平面将加速上升。虽然有关气候 突变的争议一直不断，但大多数科学家认为在未来 20年内，气候突然变冷的先 兆尚不清晰。以秦大河、丁一河和苏纪兰等为首的百余位科学家最近完成的气 候变化国家评估报告 中国气候与环境演变评估报告认为， 21 世纪中国 的气候将继续明显变暖，预测到 2050年我国气温降上升2.333C, 2100年气 温将上升3.96OC。在全球变暖的大环境下，全球海

2、平面近十年来在加速上升。最新的海洋卫 星测高数据研究成果表明： 1993年以来，全球平均海平面的上升速率已经达到 了 32 mm/a中国近10年海平面上升速率远远高于全球平均水平。中国东部沿海地区地势低洼，加速上升的海平面将对该地区构成威胁。东 部地区是中国人口最密集、经济最发达的地区，沿海 11 个省、市区，人口占全 国 40.50，国民生产总值占全国的 60.07，工业总产值占全国 64.26，财政 总收入占全国56.60，大城市有 70集中在沿海地区。海平面变化研究关系到东部沿海 地区的生态环境安全。据此，本文在综合中国海平面变化研究的最新成果的基础上，探讨中国近 海的海平面变化特征，希

3、望能对中国沿海地区城市的生态环境安全问题提供一 些科学依据。1 研究现状近 20年来中国的海平面研究取得了较大的进展，从 “面向过去 ”的历史变化 规律分析，到 “面向未来 ”的预测研究，从潮站数据到精确的卫星高度计数据， 中国海平面变化研究取得成果颇多，尤其是近十年来随着观测手段的更新，数 据采集由点到面，海平面研究地域范围更广，数据精度更高。1.1 基于潮站数据成果中国沿海验潮站最早建立于 20世纪初， 1964年国家海洋局成立以后，中国 长期海平面监测系统网才基本建成， 20世纪 90年代，通过几十年的资料积累， 中国海平面变化研究已涌现一大批研究成果。许多专家利用中国沿海潮站资 料，对

4、上世纪沿海地区海平面变化速率进行了分析，发现：（ 1）20世纪 5090年代，从辽宁到广西，中国沿海海平面区域变化差异大，变化范围在-2.110伽/之间，全国海平面平均上升速率 2.5 mm/a;（2）存在 3 个明显的海平面上升高值区（黄河三角洲、长江三角洲、珠江 三角洲）；（3） 发现中国东部沿海海平面周期变化显著（主要周期有0.5、1.0、1.52.7、2.85.4、8.8、11、18.61、22a），它们基本上对应一些商用的理论天文周期，如2a的大气振动周期、37a厄尔尼若周期、11a太阳黑子周期和22a双太阳黑子周期，然而大多 数潮站以 0.5和周期振动为主，（4）中国沿海渤海与黄海

5、交界的山东半岛地区，由于地面抬升，造成相对海平面以-0.13 m/a的速度下降。潮站数据能较好的反映中国沿海海平面的变化趋势，所得出结果与北太平 洋沿岸其他地区的变化趋势相关性较好。而且由于期间时间序列较长，能较好 的避免短周期因子的干扰。但由于个别经验潮站的人的零点变动和记录资料的 沉降修正，使其验潮站资料质量低，另外，在计算过程中，不同专家选择的验 潮站数量和站年资料的差别，潮站估计时会有较大的差异伴随着全球海平面观测系统(GLOSS核心工作站(GCN，也被称为(GLOSS2的建设，以及精确的卫星定位系统(GPS技术使用，我国潮站数据 的质量和标准将会得到进一步完善。1.2基于xx测高资料

6、的成果卫星高程监测法师近十年来海平面数据的主要获取方式，精确的海洋卫星高程监测法，始于1992年美国发射的TOPEX/POSIDON(T/卫星和2002年发射 的JASON卫星。从此卫星监测海平面技术成为研究海平面变化的一个重要手段和数据来 源。T/P以10天为周期沿一定轨道对地球表面进行监测，在充分考虑数据的等 面积空间分布状态后，全球海平面高程可以通过取平均值的方法计算出来卫星技术彻底解决了验潮站分布的地域局限，扩大了数据采集的区域，使 数据获取的时间序列更规范和连续，并且卫星数据精度高，时空连续性好，能 够从时间和时间上更加全面的对海平面变化进行整体探索。近年来，通过国际合作，中国学者利

7、用T/P卫星测高数据构建中国金海鸥及邻海的海面地形，对平均海面地形的空间形态特征、年纪变化特征等进行了 分析。发现：(1) 中国海域海面东南高，西北低，高差超过 90 cm；(2) 1993-2001年间，黄、东海海域海平面上升速率为 5-8.6 mm/ a,南海海 域水文变化条件复杂，并受季风影响明显，使其海平面变化时空差异大；(3) 沿海海面地形年内呈正弦波动，最高值出现在8-9月，最低值出现在 2-3月，年较差最大值为20.75 cm,同时，通过卫星数据校验潮站资料对沉降速 率等进行深入研究与探讨。但是,由于卫星测高资料的时序短,无法排除长周期影响因素对海平面变 化带来的干扰,而且最新资

8、料一般都掌握在国外科研机构手中,资料的获取和 使用还存在一定难度。1.3未来海平面变化的预估近年来，不少专家对中国沿海海平面变化趋势进行了预估研究。其方式主 要有气候预估、公式拟合和理论海平面上升值叠加区域地面沉降速率进行的未 来海平面变化预估。由于海平面变化与气温密切相关，所以可以依据气温的升高趋势，用模型 来预测、海平面上升趋势。 20 世纪 80 年代后期，耦合的全球海洋大气海冰 /陆地表气候模式正式形成，其研究成果开始出现在1990年IPCC勺评估报告中。在2001年IPCC第 3次综合报告，综合了国际上8研究单位的模型预估结 果，指出 “2005、2050 和 2100 年全球平均气

9、温将升高 0.4-1.1 、 0.8-2.6、1.4-42C，全球海平面将分别上升314、 532、988 cm。全球气温上升速度和幅度都要高于全球平均水平，根据中国 科学家建立和发展的全球气候模式与中国区域气候模式的预估结果， 21 世纪中 国气候将继续明显变暖，到 20年中国的气温平均上升1.32.1C到2030年中国 气候将可能升温1.528C, 2050年将升温2.333C，至V 2100年升温将达到 3.96.0C。当气温上升3.0C时，黄河三角洲、长江三角洲和珠江三角洲海平面在2100年将可能依次上升 188.7、165.6和 105.7cm.许多专家以IPCC评估报告的预估值为基

10、础，充分考虑研究区域的地面沉降 速率，对河口三角洲地区的相对海平面上升进行预估，指出到 2050年上海市最 佳预估值在50cm左右，长江三角洲北部沿海约 45cm，苏北滨海平原和杭州湾 北岸在 2530cm。还有学者讨论多种影响因素对海平面变化的作用，还提出某一地区沿海海 平面高度应等于温室效应引起的全球海平面上升的高度、全新世地壳垂直形变5/ 6引起的全球海面变化、区域性地面沉降引起的相对海平面上升值和区域性海平 面趋势性变化的综合累加。认为中国沿海海平面平均上升值：2030年为625cm,2050年为1350cm同 时，也有学者采用正交多项式拟合中国近海过去 50年海平面变化速度曲线，认

11、为从 1950-1999年中国近海海平面上升了 6.5cm。由于不同专家的模型和分析方法的不同，所得的预估结果也有很大差异， 但是有一点是毋庸置疑的，那就是未来海平面加速上升将给中国沿海地区带来 异常严峻的生存挑战，尤其是沿海河口三角洲等人口与城市密集的地区。2xx 海域海平面变化中国的海平面变化属于全球海平面变化的一部分，由于中国独特的地理环 境，中国的海平面变化又具有独特的区域特征。2.1 地面沉降中国相对海平面上升高值区几乎都位于城市密集、人口众多的沿海三角洲 地区，由于城市建设和用水等认为因素的共同作用，使三角洲地区地面沉降异 常显著，加大了其相对海平面的上升幅度。21世纪，中国沿海地

12、区大多数城市地面仍将以1030mm/a速率继续下沉。地面沉降已经成为中国东部沿海相对海平面上升速率的主导和决定因素， 尤其在河口三角洲地区。近年来，由于城市发展，建设用地面积激增，土地承 重加大，上海地区地面沉降又有加速之势，上海地区的未来相对海平面上升幅 度预估中，地面沉降值要远高于绝对海平面上升值。同时，长江三角洲地区的 地面沉降可能会发展为区域性的地面沉降，进一步加重该地区海平面上升的压 力。2.2 风场、气压场中国位于亚欧大陆东部、太平洋西岸，具有明显的季风气候特征，受夏季 风和冬季风不同风向的作用，东部沿海海平面季节变化明显，风场和气压场对 海平面的影响不可忽视。研究发现，南海海平面

13、高度季节振荡差异明显，同一区域，不同季节距平相差200300mm。近年来中国东部沿海东风风速在增强, 年增强速率为0.03277m/（s a）,在增强的东风作用下，中国东部沿海的海平面将有可能进一同时，对西太平洋海面气压场的研究可得， 19501992年西太平洋海平面气 压呈上升趋势。其中，渤海、黄海和东海上升值较大，年上升率高达 0.020.04 百帕。如果百帕大气压变化将使海平面局部降低或升高大约10mm，那么在19501992年间的 42年中，中国东部沿海上升的气压估计使海平面下降 0.20.4mm/a。对江苏沿海70年代中期到80年代中期海平面变化与风场、气压 场变化进行分析，可以得出该时段江苏沿海海平面变化与当时气压变化吻合， 两者具有明显的相关性风场，气压场与海平面变化关系较复杂，目前开展工作还较少，有待进一 步加强 3 结束语。（1） 中国海域海平面变化时空差异明显，海平面最高值出现在8-9，最低 值出现在2-3月，季节最大插座可达20.75cm;沿岸由于不同的地区沉降速率， 使地区之间的相对海平面上升速率差异。（2）地面沉降已成为中国东部沿海相对海平面上升速率高的主要因素，黄