夏威夷，这个以美丽海滩和独特文化闻名的旅游胜地，正面临着严峻的环境挑战：地面沉降正在加速其沿海地区的洪水风险。最近，夏威夷大学马诺阿分校的研究人员在《通讯-地球与环境》（CommunicationsEarth & Environment）发表研究，揭示了地面沉降对夏威夷沿海地区洪水风险的深远影响，为夏威夷的未来敲响警钟，也为全球沿海地区应对气候变化提供参考。

海平面上升与地面沉降的双重威胁

海平面上升是全球气候变化的一个显著后果，它对沿海地区的生态系统、基础设施和人类社会构成严重威胁。夏威夷由八个主要岛屿和许多小岛组成，其低洼的沿海地区尤其容易受到海平面上升的影响。然而，除了海平面上升这一全球性因素外，夏威夷还面临着地面沉降的本地化问题。

夏威夷欧胡岛（O‘ahu），Public Domain

地面沉降是指地表在自然或人为因素作用下出现的大面积、区域性、连续且缓慢的整体下降运动，这种现象通常表现为向下垂直移动，水平位移相对较小，即地面下沉。它可能由多种因素引起，包括地质构造运动、地下水过度抽取、沉积物压实以及人为填土的不稳定因素等。在夏威夷，尤其是人口密集的欧胡岛（O‘ahu），地面沉降正在加剧海平面上升带来的洪水风险。

卫星雷达数据与高分辨率地形模型

为了准确评估地面沉降对夏威夷沿海地区的影响，研究人员利用近二十年的卫星雷达数据，结合高分辨率的数字高程模型（DEM），对夏威夷群岛的垂直土地运动进行了详细分析。卫星雷达干涉测量技术（InSAR）能够精确测量地表的微小变化，为研究地面沉降提供了强有力的支持。

研究人员分析了来自Sentinel-1和ALOS-1卫星的雷达数据，覆盖了夏威夷群岛的多个岛屿。这些数据经过复杂的处理和分析，最终生成了详细的地面沉降速率图。此外，为了更准确地模拟洪水风险，研究人员还开发了一个高分辨率的数字高程模型，该模型结合了多种数据源，包括LiDAR数据、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）和美国地质调查局（USGS）的地形数据等，能够精确反映沿海地区的地形特征。

欧胡岛南部的快速沉降

研究结果显示，夏威夷群岛中，欧胡岛南部的地面沉降问题最为严重。尽管整个岛屿的平均沉降速率较低，约每年0.6毫米，但在某些局部地区，地面沉降速率却高达每年25毫米，几乎是平均值的40倍。这种快速沉降主要集中在欧胡岛南部的低洼地区，包括Mapunapuna工业区等重要基础设施区域。

研究人员指出，这些地区的快速沉降主要与沉积物和人工填土的压实有关。欧胡岛的许多城市开发和基础设施建设都建立在不稳定的沉积物和人工填土之上，随着时间的推移，这些材料的压实导致了显著的地面沉降。例如，Mapunapuna工业区的地面沉降速率在过去几十年中一直保持较高水平，这意味着该地区的洪水风险正在加速上升。

研究还发现，地面沉降正在显著缩短夏威夷沿海地区面临洪水的时间线。如果不考虑地面沉降的影响，仅根据海平面上升的预测来评估洪水风险，将严重低估实际的洪水威胁。例如，在Mapunapuna地区，由于地面沉降的影响，到2050年，洪水暴露面积可能会增加超过50%，而洪水准备的时间线可能会被压缩多达50年。

这意味着，原本预计在未来几十年内才会出现的洪水问题，可能会在未来十年甚至更短时间内就显现出来。这对于当地的基础设施、经济和居民生活构成了直接威胁。例如，欧胡岛的许多沿海道路、社区以及重要的旅游设施都可能在未来几十年内频繁遭受洪水侵袭。

为适应性规划提供科学依据

这项研究为夏威夷的政策制定者和城市规划者提供了重要的科学依据。通过揭示地面沉降对洪水风险的影响，研究人员强调了在制定沿海适应性策略时必须考虑地面沉降因素，否则可能会延误应对措施的实施。

研究人员建议重新评估沿海地区的洪水风险，并制定更具前瞻性的适应性规划。这包括加强基础设施的抗洪能力、调整土地利用规划以及推动社区的防洪准备。此外，研究还强调了持续监测地面沉降和海平面变化的重要性，以便及时更新洪水风险评估。

这项研究也为全球沿海地区提供了一个警示：在制定应对气候变化的策略时，必须综合考虑多种因素的相互作用。只有通过科学的评估和有效的适应性规划，才能确保沿海地区的可持续发展。

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编译 | Sara
审核 | YJ
排版 | 绿叶

参考资料略

来源: 海洋与湿地