海平面上升、强台风和风暴潮对厦门海域极值水位的影响及危险性预估

气候变化背景下海平面上升、强台风和风暴潮对我国东南沿海地区的洪涝灾害影响日益严重,为应对气候变化的影响,本文以位于我国东南沿海的厦门地区为例,应用多种海洋大气观测资料和数理统计及模拟方法,分析了历史上9914号和1614号两次台风对厦门海域极端海面高度(极值水位)的影响,预估了未来海平面上升情景下厦门海域极值水位的变化及其危险性。结果表明:(1)9914号台风期间,天文大潮、风暴增水和强降水的同时出现造成了厦门沿海地区超警戒极值水位(732 cm)的出现;(2)风(向岸强风)、雨(强降水)、浪(巨浪)、潮(高潮位)、流(急流)等多致灾因子的共同作用是厦门沿海地区发生严重灾情的重要原因;(3)在温室气体中等和高排放(RCP4.5和RCP8.5)情景下,到2050年(2100年),当前百年一遇的极值水位将分别变为30年(2年)一遇(RCP4.5)和25年(低于1年)一遇(RCP8.5)的频繁极端事件。这表明未来厦门沿海极值水位的危险性将显著上升,应采取充分的适应措施降低洪涝灾害风险。

不同气候情景下中国滨海城市海岸极值水位重现期预估

气候变化背景下,海平面上升叠加台风-风暴潮、天文大潮等产生的海岸极值水位事件趋多增强,对我国滨海城市社会经济的可持续发展构成了严重威胁。为认识未来我国滨海城市海岸极值水位危害性(强度和频率)的变化,本文首先采用第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)数据,分析了不同气候情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5,以下简称为RCPs)下,未来不同年代(2030年、2050年和2100年)我国滨海城市沿岸海平面变化幅度;其次,基于沿海验潮站的历史观测资料和文献数据,分析了未来热带气旋强度变化对海岸极值水位的影响;最后,利用皮尔逊皿型(P-DI)水文概率曲线方法,预估了不同气候(RCPs)情景下未来不同年代(2030年、2050年和2100年)我国9个滨海城市海岸极值水位重现期的变化情况。结果表明:(1)在不同气候情景下,我国滨海城市沿海平均海平面均呈现上升趋势。其中,到21世纪末,长三角地区沿海海平面上升幅度最大,上升速度比全国均值高出约30%;(2)热带气旋的强度与台风-风暴潮的增水幅度存在正相关关系。预计到21世纪末,热带气旋的整体强度很可能将增强,热带气旋引发的台风-风暴潮的增水幅度较当前很可能有明显提高。(3)未来我国滨海城市沿海极值水位将有显著增高的趋势,极值水位的重现期较当前将明显缩短。到21世纪末,我国滨海城市百年一遇的极值水位,重现期几乎都将缩短至20年一遇以下。其中,大连、青岛、上海和厦门等城市的海岸极值水位重现期很可能缩短为(或低于)1年一遇。本文虽在一定程度上反映了不同气候情景下海岸洪水危害性的变化,但对于未来热带气旋的变化及其影响尚有待进一步深入研究。

气候变化背景下海南东寨港红树林生态系统的脆弱性评估

鉴于红树林生态系统对气候变化背景下海平面上升和极端台风事件有高度敏感性,应用1980—2018年的海洋大气观测资料和实地调查数据,分析了海口东寨港地区的海平面、温度和台风最大风速的变化特征,并基于IPCC气候变化综合风险的理论框架,构建了“暴露度-敏感性-适应性”的脆弱性评价指标体系和估算方法,评估了海平面上升和台风事件背景下东寨港红树林生态系统的脆弱性主要特征。结果显示:①东寨港红树林生态系统的致灾影响因子主要为该地区沿海海平面的快速上升,其上升速率可达4.6mm/a,远高于全球和中国沿海平均值;其次为1993年之前和2006年之后,在海口地区250km范围内出现的热带气旋或台风事件;②东寨港红树林脆弱性指数的平均值为0.31,属于中度脆弱等级,其中三江片区的红树林脆弱性相对最高,演丰片区最低。构建的评价指标体系可较好地反映出海平面快速上升和热带气旋或台风影响下红树林生态系统的脆弱性特征。

未来中国滨海城市海岸洪水灾害的社会经济损失风险

气候变化背景下海平面上升和强台风增加,其引发的海岸洪水灾害增强,未来中国滨海城市海岸洪水灾害的社会经济损失风险明显增大。为此,基于IPCC气候变化综合风险理论,构建了滨海城市海岸洪水灾害风险评价体系,应用自然环境和社会经济模拟数据以及设定的适应条件,评估了温室气体低、中等和很高排放(浓度)(SSP1-2.6,SSP2-4.5,SSP5-8.5,简称SSPx-y)三种新气候情景下,到2030、2050和2100年,中国滨海城市海岸洪水灾害的社会经济损失风险,分析并提出了滨海大城市的应对策略。主要结论:(1)在不同SSPx-y情景下,到2030年,中国滨海城市海岸洪水灾害的社会经济损失较小,但是,在2050年之后,社会经济损失风险程度明显增大。(2)在SSP2-4.5、SSP5-8.5情景下,到2050、2100年,上海市、广州市和天津市社会经济损失风险位于中国滨海城市前列。(3)未来上海市、广州市和天津市社会经济损失风险增加主要归因于海平面上升引起的海岸洪水危害性的显著增强、人口和高GDP产业聚集于低洼地区产生的系统高暴露度以及人口老龄化等社会系统脆弱性上升等因素。(4)滨海城市需考虑采取更具气候恢复力的解决框架,增强应对海岸洪水灾害能力的建设。包括完善海岸防护工程的建设,合理规划城市产业结构与布局,降低海岸洪水危害性和城市暴露度、脆弱性,加强海岸洪水灾害的早期预警和应急体系等灾害风险管理能力的建设。