海平面上升与低洼潜水目的地

海平面百年上升：数据揭示了什么

全球平均海平面的系统测量主要来自两个数据源：一个拥有2000多个潮汐观测站的网络，其中一些的记录可追溯到19世纪中叶；以及自1993年以来持续运行的卫星雷达测高技术。Church和White[1]协调了这些数据集，估计在20世纪，全球平均海平面每年上升约1.7毫米，后半叶的加速是由变暖海洋的热膨胀以及山岳冰川和格陵兰岛、南极洲冰盖的质量损失共同驱动的。自1992年TOPEX/Poseidon卫星发射以来，测高记录显示进一步加速：目前每年3.7毫米的速度大约是20世纪平均水平的两倍。Rahmstorf[5]通过半经验模型证明，全球海平面上升与全球气温密切相关，即使是中等程度的变暖也会由于深海水的长期热平衡时间尺度而导致海洋持续数百年上升。

环礁如何形成——以及它们为何格外脆弱

珊瑚环礁是数百万年来在下沉的火山基底上钙质堆积的产物，查尔斯·达尔文在1842年首次提出了这一理论。珊瑚骨架不断产生碳酸钙，当波浪将碎屑冲上礁顶时，岛屿便形成了，建造出勉强高出高潮线的碎石岛屿。环礁岛的整个结构都依赖于持续的珊瑚生产：正是形成岛屿的骨架保护了它免受波浪能量的影响。因此，海洋酸化和热白化通过减少珊瑚碳酸钙的生产，直接破坏了环礁岛的物理基础——使海平面上升和珊瑚礁退化成为协同威胁而非独立威胁[2]。全球环礁岛的平均海拔高于平均海平面1-2米；最高点很少超过4-5米。

环礁岛屿悖论

地貌学研究的一个反直觉发现是，许多环礁岛在20世纪的平面面积实际上有所增长，因为波浪驱动的沉积物沉积扩大了岛屿边缘。这一观察结果有时在流行媒体中被错误地描述为环礁“未受海平面上升威胁”的证据。错误在于混淆了陆地面积和适居性。即使岛屿横向增长，人类居住的关键限制是淡水透镜体——一种浮在岛屿多孔珊瑚碎石和沙子中较密盐水之上的淡水体。随着海平面上升，透镜体变薄，波浪驱动的洪水事件会冲刷岛屿表面，将盐水直接注入含水层[4]。

前线上的三个国家

马尔代夫

马尔代夫共和国由26个环礁上的1192个岛屿组成，平均陆地海拔约为平均海平面以上1.5米。旅游业——主要是以珊瑚礁为基础，并以马尔代夫珊瑚礁潜水非凡的清晰度和生物多样性为主要宣传点——贡献了GDP的25-30%和外汇收入的60-70%。马尔代夫已在海岸保护方面投入巨资，包括在马累周边修建海堤，以及开发更高海拔的人工岛葫芦马累。然而，SSP5-8.5情景下的预测表明，到2100年，马尔代夫80%的陆地面积可能遭受年度洪水[3]。白化造成的珊瑚礁退化与海平面上升相结合，威胁着驱动旅游业的自然资本以及服务于旅游业的物理基础设施——机场、码头、度假平台。由于海岸线侵蚀加速，一些潜水度假村已将水上别墅搬迁到更深、更受保护的泻湖位置。

图瓦卢

图瓦卢的九个环礁是大约11,000人的家园，其潜水旅游业围绕着原始的外礁墙、水道潜水以及富纳富提泻湖的二战沉船潜水而建立。Wandres等人[6]对图瓦卢进行了首次全国规模的海岸洪水灾害评估，模拟了当前和预计海平面下的波浪驱动洪水。他们发现，即使在当前海平面条件下，在飓风季节，重大洪水事件已经影响了岛屿陆地面积的很大一部分，而0.5米的海平面上升会 Dramatically 增加所有九个环礁的洪水频率和淹没深度。2023年，图瓦卢与澳大利亚签署了一项历史性条约，为图瓦卢公民提供了重新安置的途径——实际上在政府层面承认，如果排放轨迹不从根本上改变，该国可能无法以现有形式保持适居。潜水旅游业面临着季节缩短、基础设施受损以及最终岛屿被遗弃的未来。

基里巴斯

基里巴斯（发音为Kiribas）包括33个跨越赤道和国际日期变更线的环礁，总陆地面积811平方公里，分布在350万平方公里的海洋中。南塔拉瓦是主要人口中心，拥有太平洋地区最高的人口密度。Storlazzi等人[4]在附近的马绍尔群岛的Roi-Namur环礁（形态上与基里巴斯环礁相似）上使用了基于物理的耦合波浪、水动力和地下水模型，发现根据预计的海平面上升，波浪驱动的洪水将在几十年内污染75%岛屿上的淡水含水层，使其无法饮用，从而使岛屿在陆地被物理淹没之前就变得不适宜居住。这种机制——淡水透镜体崩溃——现在被认为是环礁近期适居性的主要威胁，比完全淹没早几十年出现[4]。

波浪驱动的洪水：近期主导机制

环礁沿海洪水的主要机制不是平静海水的逐渐侵蚀，而是在浪涌事件期间波浪驱动的增水和爬高的放大。随着海平面上升，礁盘上的水深增加，减少了波浪能量的耗散，并使更大的波浪到达岛屿海岸。Storlazzi等人[4]证明，0.5米的海平面上升大约使他们马绍尔群岛研究地点发生重大越浪事件的年度概率增加一倍，而1.0米的上升则使之增加一个数量级。Nicholls和Cazenave[7]综合了全球沿海影响预测，并得出结论，海平面上升与风暴潮和波浪爬高相结合是全球低洼沿海系统，特别是在缺乏大陆沿海国家适应能力的小岛屿国家，面临的主要危害。

IPCC AR6 海平面预测

• SSP1-1.9（强减排）：到2100年上升0.28-0.55米；21世纪中叶后上升速度减缓。
• SSP2-4.5（中等）：到2100年上升0.33-0.61米；可能范围，不包括低概率高影响的冰盖贡献。
• SSP5-8.5（高排放）：到2100年上升0.63-1.01米；如果海洋冰盖不稳定爆发，尾部风险可能超过1.5米。
• 2100年后：在所有情景下，由于热惯性，海平面将持续上升数百年；在高排放情景下，即使超出IPCC预测范围，也将出现数米上升。
• 热带放大效应：热带太平洋和印度洋的海平面上升预计将比全球平均水平高出10-20%，对环礁潜水目的地造成 disproportionately 的影响。

对珊瑚礁潜水旅游的影响

除了陆地的物理流失，海平面上升还以复杂的方式影响着珊瑚礁的健康。浅礁顶上的水深增加最初可能通过减少光照压力和极端温度对某些珊瑚有利——这是一个潜在的短期好处。然而，海洋酸化[2]减少碳酸钙生产和热白化破坏现有骨架的同时影响意味着，珊瑚礁无法像过去海平面上升事件（当时海洋化学条件更有利）那样跟上海平面上升的速度。净结果预计将是珊瑚礁淹没——骨架无法足够快地向上生长以保持在透光带内——以及失去碳酸钙供应的环礁岛的侵蚀[8]。

海平面上升对环礁来说不是未来的问题。问题不在于岛屿是否会受到影响，而在于洪水、海水入侵和风暴破坏的复合效应何时会跨越适居性阈值。

— Wandres et al., Earth's Future, 2024 [6]

适应途径

• 珊瑚礁修复：积极的珊瑚园艺项目，以维持礁盘上的碳酸钙生产和波浪衰减。
• 高架基础设施：在抬高地形或人工岛上建造潜水度假村平台和机场。
• 管理性撤退和区域移民：基里巴斯已在斐济的瓦努阿岛购买土地；图瓦卢与澳大利亚的条约正式确定了气候移民途径。
• 海堤建设：对于保护城市中心（马累、南塔拉瓦）具有一定效果，但对于大多数环礁社区来说，全国范围内无法负担。
• 社区监测：将潜水旅游运营商整合到珊瑚礁健康监测网络中，以早期发现白化和侵蚀。