10月15日,環(huán)境與地理科學(xué)學(xué)院張敏教授作為第一作者,以上海師范大學(xué)為第一署名單位,在Cell出版社旗下頂尖期刊《One Earth》上發(fā)表題為“Growing compound-flood risk, driven by both climate change and land subsidence,challenges flood risk reduction in major delta cities”的研究論文。該研究揭示了巨型三角洲城市復(fù)合極端洪澇災(zāi)害的形成與放大機(jī)制,融合氣候與人類(lèi)活動(dòng)多重致災(zāi)因子,構(gòu)建了迄今最全面且符合實(shí)際的海岸洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型(AOCMs)?!禣ne Earth》為國(guó)際地球與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊,以高影響力與嚴(yán)格選文標(biāo)準(zhǔn)著稱(chēng),年發(fā)文量?jī)H百余篇(2025年為104篇),五年影響因子高達(dá)19.2。

河口三角洲城市作為全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的核心區(qū)域,長(zhǎng)期面臨熱帶與溫帶氣旋引發(fā)的洪澇威脅。在海平面上升和地面沉降雙重背景下,風(fēng)暴潮、暴雨與上游洪水的疊加效應(yīng)顯著加劇了洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),1997年臺(tái)風(fēng)“溫妮”襲擊上海與2017年颶風(fēng)“哈維”侵襲休斯敦即為典型案例。研究構(gòu)建的綜合模型首次系統(tǒng)整合了上海所有洪水致災(zāi)因子及其相互作用機(jī)制。結(jié)果表明,風(fēng)暴潮增強(qiáng)、地面沉降與海平面上升三者聯(lián)動(dòng)將在未來(lái)持續(xù)放大洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。此外,防洪設(shè)施一旦失效,不僅將引發(fā)更嚴(yán)重的內(nèi)澇與排水系統(tǒng)癱瘓,還可能因地面沉降與海面上升而形成“圩田效應(yīng)”。這一關(guān)鍵機(jī)制必須在三角洲城市的韌性規(guī)劃中予以充分考慮。
盡管地勢(shì)低洼的三角洲地區(qū)聚集了全球一批發(fā)展最為迅速的城市,卻長(zhǎng)期暴露于潮汐、風(fēng)暴潮、暴雨與上游洪水的復(fù)合威脅之下?,F(xiàn)有研究在復(fù)合洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面尚存局限,而本研究則實(shí)現(xiàn)了對(duì)上海未來(lái)所有相關(guān)驅(qū)動(dòng)因子的全面評(píng)估。通過(guò)采用動(dòng)態(tài)耦合的大氣‐海洋‐海岸模型(AOCMs),綜合考慮了短期極端天氣與長(zhǎng)期氣候、非氣候因子(如海平面上升、海表溫度升高和地面沉降)的共同影響。基于2020年基準(zhǔn)條件及IPCC RCP2.6、RCP4.5與RCP8.5情景的模擬顯示:至2100年,上海地區(qū)200年一遇洪水的淹沒(méi)范圍可能擴(kuò)大80%,其中地面沉降貢獻(xiàn)約34%(28%–41%),氣候變化貢獻(xiàn)約66%(海平面上升占29%[20%–37%]、強(qiáng)熱帶氣旋占37%[26%–44%])。若防洪設(shè)施失效,地面沉降與海平面上升疊加形成的“圩田效應(yīng)”將極大加劇洪水風(fēng)險(xiǎn),這一機(jī)制亟須納入上海及其他三角洲城市的洪水適應(yīng)策略。本研究的定量綜合評(píng)估方法為上海建設(shè)韌性城市、制定前瞻性防洪策略提供了關(guān)鍵科學(xué)支撐。

大型三角洲典型地貌與海岸防護(hù)體系
研究對(duì)全球40座主要河口三角洲城市(總?cè)丝诔?億)開(kāi)展復(fù)合洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,發(fā)現(xiàn)其中90%的城市位于熱帶及溫帶氣旋頻發(fā)區(qū),易受海岸、河流與地表洪水共同影響。通過(guò)構(gòu)建復(fù)合洪水指數(shù)(CFI),研究指出仰光、上海、達(dá)卡等城市風(fēng)險(xiǎn)突出,其中上海風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高居第二。

全球重要河口三角洲城市脆弱性排名
預(yù)測(cè)表明,上海未來(lái)洪澇范圍將急劇擴(kuò)大。在高排放情景(RCP8.5)下,易洪區(qū)面積占比將由2035年的1.9%增至2050年的5.3%,到2100年高達(dá)33.7%。黃浦江沿岸洪災(zāi)形勢(shì)尤為嚴(yán)峻,預(yù)計(jì)將使75–85%的人口和55–75%的財(cái)產(chǎn)面臨威脅。



上海未來(lái)極端復(fù)合洪水淹沒(méi)范圍與損失評(píng)估
河口城市普遍通過(guò)圍填海形成“圩田”模式,雖支撐發(fā)展,卻放大洪災(zāi)隱患。模擬顯示,至本世紀(jì)末,氣候變化(海平面上升、海表溫度升高)與非氣候因素(地面沉降)將共同加劇復(fù)合洪水。三大致災(zāi)因子中,風(fēng)暴增強(qiáng)、地面沉降和海平面上升對(duì)洪水總量的貢獻(xiàn)率分別約為37%、34%和29%。未來(lái),到2100年海表溫度上升引發(fā)的海岸洪水將比海平面上升更具威脅性。

三角洲城市“圩田”模式及洪澇風(fēng)險(xiǎn)機(jī)制
該論文的第一作者為張敏教授,共同通訊作者由華東師范大學(xué)戴志軍教授與國(guó)際知名海平面研究專(zhuān)家Robert J.Nicholls教授擔(dān)任,合作者還包括上海師范大學(xué)的溫家洪教授與杜士強(qiáng)教授、美國(guó)加州大學(xué)的Amir AghaKouchak教授、荷蘭皇家海洋研究所的Tjeerd J.Bouma教授以及英國(guó)南安普頓大學(xué)的Stephen E.Darby教授。上海師范大學(xué)為該論文的第一完成單位,長(zhǎng)三角城市濕地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀(guān)測(cè)研究站為相關(guān)研究提供監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)支撐。
(供稿、圖片:環(huán)境與地理科學(xué)學(xué)院)



