在氣候變化對(duì)沿海地區(qū)產(chǎn)生的所有威脅中，海平面上升（SLR）導(dǎo)致的洪水淹沒(méi)被認(rèn)為是最嚴(yán)重的威脅之一，對(duì)海岸帶的生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人類(lèi)生活都產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。中國(guó)海岸帶區(qū)域南北跨度大，自然地理和經(jīng)濟(jì)社發(fā)展特征也極為多樣化，未來(lái)時(shí)期海平面上升導(dǎo)致的洪水淹沒(méi)特征及綜合風(fēng)險(xiǎn)具有顯著的復(fù)雜性和時(shí)空異質(zhì)性，給沿海政府部門(mén)制定行之有效的適應(yīng)性政策和措施帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。
中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所侯西勇研究員團(tuán)隊(duì)基于遙感大數(shù)據(jù)、超算平臺(tái)、數(shù)值模型等技術(shù)方法開(kāi)展了深入而細(xì)致的研究，包括：（1）利用德國(guó)漢堡大學(xué)研發(fā)的全球海平面上升值數(shù)據(jù)，在超算環(huán)境下進(jìn)行模擬，獲得至2100年RCP2.6/4.5/8.5三種情景的中國(guó)近海海平面高度信息；（2）修正傳統(tǒng)的“浴缸模型”，得到更科學(xué)的水文連通性模型，并在較高的空間精度水平（100 m分辨率）計(jì)算三種情景下至2100年逐年的中國(guó)海岸帶淹沒(méi)特征，得到最大可能淹沒(méi)范圍、淹沒(méi)水深、淹沒(méi)頻次等信息；（3）基于IPCC的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論和方法，從危險(xiǎn)性、暴露度（敏感性）、可恢復(fù)性三個(gè)方面出發(fā)構(gòu)建中國(guó)海岸帶海平面上升淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架，對(duì)海平面上升的淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估，分析不同等級(jí)淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的空間范圍和時(shí)間演變特征，并揭示可能波及的人口數(shù)量、經(jīng)濟(jì)資產(chǎn)數(shù)量、土地利用/覆蓋類(lèi)型等。
利用水文連通性模型得到的中國(guó)海岸帶淹沒(méi)分析結(jié)果表明：如果不提升海岸工程的防護(hù)等級(jí)，在RCP2.6/4.5/8.5三種情景下，未來(lái)時(shí)期中國(guó)海岸帶海平面上升淹沒(méi)區(qū)域的宏觀空間格局比較穩(wěn)定，主要分布在環(huán)渤海地區(qū)、江蘇至長(zhǎng)江口的沿海地區(qū)、珠江三角洲以及臺(tái)灣西部沿海地區(qū)。但是，淹沒(méi)區(qū)域的面積隨時(shí)間推移將逐漸擴(kuò)大和蔓延，在三種情景下，淹沒(méi)面積都是呈波浪式上升趨勢(shì)；到2100年，可能的最大淹沒(méi)面積預(yù)計(jì)將超過(guò)4.89 104 km2（RCP 2.6），最大可達(dá)到5.35 104 km2（RCP 8.5）；三種情景下的淹沒(méi)深度和洪水頻率存在較明顯的差異，總的來(lái)說(shuō)，高排放情景下的淹沒(méi)災(zāi)害最嚴(yán)重。
圖1 三種情景下至2100年中國(guó)海岸帶可能最大淹沒(méi)面積（a）及其變化率（b）
圖2 三種情景下至2030、2050和2100年中國(guó)海岸帶海平面上升淹沒(méi)范圍
基于IPCC災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架得到的洪水淹沒(méi)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果表明：人口密集、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)達(dá)的沿海低地面臨著較為嚴(yán)重的洪水淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)，例如，黃河三角洲、長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲和江蘇沿海地區(qū)。在RCP8.5-SSP5情景下，“極高”淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的分布面積在2100年預(yù)計(jì)可達(dá)到4.41 104 km2。“極高”和“高”風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)域波及的人口數(shù)量約在2050年達(dá)到峰值（RCP2.6-SSP1），而波及的經(jīng)濟(jì)資產(chǎn)（GDP）則表現(xiàn)出持續(xù)的波動(dòng)上升態(tài)勢(shì)，約在2100年達(dá)到峰值（RCP8.5-SSP5）。江蘇和廣東“極高”和“高”風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)域分布面積明顯高于其他沿海省市區(qū)，并且需要分別著重防范洪水淹沒(méi)對(duì)耕地和建成區(qū)所造成的影響。
圖3 RCP2.6-SSP1、RCP4.5-SSP2、RCP8.5-SSP5情景下2030、2050、2100年不同省份典型風(fēng)險(xiǎn)區(qū)預(yù)計(jì)影響的人口（A）和GDP數(shù)量（B）
本研究工作的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在：（1）所建立的水文連通性洪水淹沒(méi)分析模型相較于傳統(tǒng)的“浴缸模型”，其算法更合理，而且使用了遙感大數(shù)據(jù)產(chǎn)品，從而顯著提升了大空間尺度海平面上升淹沒(méi)范圍計(jì)算的科學(xué)性和準(zhǔn)確性；（2）充分利用多類(lèi)型、多要素指標(biāo)的時(shí)空信息，更加準(zhǔn)確和細(xì)致地刻畫(huà)了中國(guó)海岸帶SLR淹沒(méi)災(zāi)害的危險(xiǎn)性、暴露度（敏感性）、可恢復(fù)性特征，使用多目標(biāo)決策法與熵值法的組合評(píng)估模型計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，評(píng)估結(jié)果更加準(zhǔn)確可信。總的來(lái)說(shuō)，研究成果對(duì)于我國(guó)沿海地區(qū)加強(qiáng)海平面上升淹沒(méi)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)、提升氣候變化背景下沿海地區(qū)韌性、促進(jìn)海岸帶地區(qū)可持續(xù)發(fā)展等具有重要的決策參考意義。
上述研究工作得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”子課題“海岸帶氣候變化風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估與決策支持系統(tǒng)”（No. XDA19060205）等科研項(xiàng)目的資助。
代表性成果：
He Xu, Xiyong Hou*, Dong Li, Xiangyang Zheng, Chao Fan. Projections of coastal flooding under different RCP scenarios over the 21st century: A case study of China's coastal zone[J]. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2022: 108155. DOI: 10.1016/j.ecss.2022.108155
He Xu, Xiyong Hou*, Dong Li, Xiaoli Wang, Chao Fan, Peipei Du, Baiyuan Song. Spatial assessment of coastal flood risk due to sea level rise in China’s coastal zone through the 21st century[J]. Frontiers in Marine Science, 2022, 9. DOI: 10.3389/fmars.2022.945901
侯西勇，徐鶴，中國(guó)海岸帶海平面上升淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[M] //郭華東，地球大數(shù)據(jù)支撐可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)報(bào)告（2021）：中國(guó)篇, 北京：科學(xué)出版社, 2022.
