2024年10月21日，辽宁省盘锦市、营口市以及河北省唐山市等环渤海地区多地出现海水倒灌现象，这在当地“几十年来没见过”。就在当年11月18日，广东汕尾市陆丰的多个乡镇也发生了海水倒灌。
两次海水倒灌相隔仅一个月，背后的原因是什么？是与全球变暖相关联的海平面上升引起的吗？
虽然专家在事后解释，环渤海的海水倒灌是由于天文大潮和风暴潮叠加导致，并不一定和海平面上升直接相关。但这并不能完全打消公众疑虑：沿海地区的海水倒灌现象会否越来越多？
这两次海水倒灌事件看似与海平面上升关系不大，但我们需要从海平面上升对极端海平面事件的影响角度来看问题。全球变暖使海平面上升速率加快，而不断升高的海平面正在使极端海平面事件日益频发。
气候变暖波及海平面，担忧可追溯到50年前
海水倒灌会否越来越频繁？这并非缺乏科学常识的杞人忧天。其实，早在几十年前，一些富有远见的科学家就已开始着手研究这个问题。
气候变暖必然导致大陆冰川、海洋冰架和极地冰盖消融，同时海水也会因受热而膨胀，因此海平面上升是伴随气候变暖而必然发生的现象。
联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的历次评估报告都把海平面上升作为重点关注内容之一。早在1988年，我国在全球气候变化研究开展初期，就由中国科学院院士施雅风牵头，开展了“中国气候与海面变化及其趋势和影响的初步研究”。
据IPCC2019年发布的特别报告，到本世纪中叶和世纪末，全球沿海地区原来百年一遇的极端海平面事件发生概率将会有不同程度升高。
随着海平面上升，海水倒灌的发生日趋频繁。本世纪初，国家最高科技奖获得者、中国科学院院士叶笃正就曾将此作为主题之一，在重要学术会议上发起讨论。
其实，海水倒灌是极端海平面事件的一种表现，2024年环渤海湾海水倒灌就是一起典型的极端海平面事件。随着海平面的升高，极端海平面事件的发生频率也在升高，这已成为近年来科学界的一个研究热点。
所谓极端海平面事件，是因自然或人为因素而产生的、在较短时间内海平面发生剧烈升降变化的事件。引发极端海平面事件的因素包括潮汐引力引起的天文大潮、台风或温带气旋等大气载荷引起的风暴潮、海底地震或火山喷发引起的海啸，还有海洋波动引起的“波增水”和“爬升波”等现象。上述现象也可相互叠加出现。
极端海平面事件往往会导致人类生命财产及基础设施等方面的重大损失，其极端性可用海平面变动幅度相对正常变动幅度的大小描述，也可用概率密度的百分位描述，或用“五十年/一百年/两百年一遇”等基于频率论观点的概率描述。
需要指出的是，从古至今，极端海平面事件时有发生，并不只在全球变暖和海平面上升的时段才会出现。比如，由风暴潮和天文大潮叠加造成的极端事件，其发生并不依赖于海平面上升。但是气候变暖和与之相伴的海平面上升，却能加剧极端海平面事件，这是我们应该加以警惕，并需要未雨绸缪、做好必要准备的。
海水膨胀叠加冰架融化，海平面上升或突然加速
海平面上升问题一直是全球变暖和气候变化研究的一个重要问题。
一开始，关于全球海平面的观测资料和知识积累比较缺乏，很难有明确结论。经过几十年持续努力，全球海洋观测水平有了巨大提升，海洋和海冰环流在理论、模拟和分析水平上取得了显著进步，科学界对全球冰冻圈的认识也更为深入。在此基础上，我们对过去一百多年来全球海平面上升的趋势有了比较确切的认识和理解——许多迹象表明，全球海平面正呈现加速上升趋势。
2019年，IPCC发布关于海洋和冰冻圈的特别报告，在2021年发布的第六次气候变化评估报告中，又设专章评估了包括海平面变化在内的海洋和冰冻圈变化。报告明确指出，全球海平面在加速上升，其中2006年至2015年的上升速率约为每年3.6毫米——该速率在1901年至1990年间仅约为每年1.4毫米，已提升了约2.5倍。最新研究显示，2019年至2024年的6年间，全球海平面又以每年4.3毫米的速率上升了26.1毫米。
总体而言，1901年到2018年的一百多年间，全球海平面上升了约0.2米。IPCC预计，随着气候变暖趋势的持续甚至加速，到2100年，全球平均海平面将在1986年至2015年的水平（即近似于本世纪初的水平）上，在高低两种温室气体排放情景下，分别上升约0.84米或0.43米，且下个世纪还将进一步上升。从目前趋势看，本世纪内，海平面上升几乎肯定会超过0.43米的下限。
全球不同地区海平面上升过程时空结构示意图
导致海平面上升的因素有很多，从全球尺度来看，陆地冰川、极地冰架和冰盖的融化，以及海水的热膨胀是主要因素；从区域尺度上看，导致海平面上升的因素还包括大气和海洋环流的变化、区域水循环和河流入海径流的变化、海岸带的沉积和侵蚀、人类活动或地壳运动导致的地面沉降等。
先看全球尺度因素对海平面上升的影响。陆地冰川虽然融化速度较快，但其总量较小，因而对全球海平面上升的总贡献相对较小。已有研究表明，上世纪初至今，海水热膨胀是全球海平面上升的主要贡献者。不过本世纪以来，格陵兰和南极的冰架、冰盖融化对海平面上升的贡献日益显著。
格陵兰和南极的冰架、冰盖融化过程相对较慢。但古气候研究表明，在10多万年前和300多万年前，当时地表温度稍高于现在，全球平均海平面比现在高出5米以上——如果海平面上升5米，无疑会对生活在沿海的几十亿人口和全球经济产生巨大影响。这也从一个长时间尺度说明，控制全球升温幅度非常重要。
值得高度关注的是，随着全球变暖的持续发展，来自海洋深层的增暖，一方面会增强热膨胀效应，另一方面也会通过加热海冰底层来加剧冰架的崩解和融化——这些都可能导致海平面在气候变暖的进程中进一步或者突然加速上升。这也从一个侧面说明了气候系统内部的非线性特征以及发生气候突变的高度可能性。
虽然到本世纪末，海平面上升不可能达到5米以上，但0.43米至0.84米的海平面上升幅度足以完全改变极端海平面事件的面貌，从而对人类生活和生命财产安全、沿海地区的生态系统及基础设施造成极大破坏和威胁。
风险指数级升高，百年一遇变一年一遇
很多人可能会对每年三四毫米、一个世纪不到一米的海平面上升幅度不屑一顾：这么一丁点“涨幅”和钱塘江潮比起来可谓“小巫见大巫”，有什么值得担忧的呢？
这其实是对海平面上升潜在影响和危害的极大误解：一是没有认识到平均海平面上升和极端海平面事件之间的高度非线性关系；二是没有认识到全球海平面上升存在空间结构的差异性；三是没有认识到伴随气候变暖而生的风暴潮、海浪等的发生频率和强度变化与平均海平面上升对极端海平面事件的叠加效应。
全球变暖导致冰川融化（图/Pixabay）
首先，平均海平面上升和极端海平面事件之间存在高度非线性关系。IPCC关于海洋和冰冻圈的特别报告指出，海平面的微小幅度增加，足以让极端海平面事件的频率和强度明显增加。这是因为海平面提升了风暴潮、天文潮汐和海浪的平台，也就提高了极端海平面事件中的海水洪涝高度。
由于海水洪涝高度和极端海平面事件的发生率呈对数关系，这意味着极端海平面事件的发生率会随海平面上升而指数级增长。对此，IPCC特别报告有两点结论值得关注：其一，无论何种温室气体排放前景，很多低纬度地区的百年一遇事件到本世纪中叶将变成一年一遇或更加频繁；其二，高温室气体排放情景下，到本世纪末，全球沿海地区几乎都将成为极端海平面事件一年一遇的地区。这些结论虽还存在一定的不确定性，但科学界认为其仍是高度可靠的。
其次来看全球海平面上升的空间结构差异性。前文提到的“到本世纪末0.43米或0.84米的海平面上升”是全球平均意义上的预测，但实际而言，从空间分布上看，有的区域上升速率会高于全球平均，有的则偏低。例如，过去30年卫星测高数据显示，西太平洋地区的海平面上升速率明显高于全球平均值。再结合极端海平面事件发生概率和海平面上升幅度之间的指数关系，那么西太平洋地区沿海极端海平面事件增加的风险显然要高于全球。
由此可见，看似缓慢上升的海平面将在未来几十年、一两百年间，给人类社会，尤其沿海城市带来巨大的生存威胁。
未来警示来临，沿海城市面临生存威胁
气候变暖导致海平面上升，风暴潮、海水倒灌等极端海平面事件发生的频率和强度也随之升高，这会威胁到生活在沿海地区的城市和居民的安全与发展。
这不是杞人忧天，也不是危言耸听，而是实实在在的危险，是应早加注意、早加防备的重要问题。
现在，科学界已经预见到，到本世纪中叶，很多低纬度沿海地区原本两百年一遇的极端海平面事件将会变成一年一遇；而在高排放情景下，到本世纪末，几乎所有沿海地区遭遇极端海平面事件的频率都会变成一年一遇，甚至更加高。
这是一种值得高度关注和警惕的趋势。平均海平面上升在类似2024年辽宁、河北、广东等地发生的海水倒灌事件中所产生的影响，显然不应被低估。我们更应把这类事件当成来自未来的警示，从而加紧行动，做好应对准备。
联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的特别报告指出，上海目前二百年一遇的风暴潮高度（风暴增水）为4.6米，到本世纪最后二十年，这一高度会增加到5.1至5.5米。实际上，如果考虑到热带气旋强度、海浪高度等因素变化和地面沉降趋势，届时这一风暴潮高度应比IPCC特别报告预估的更高。
还有一个尚未得到广泛关注的风险，那就是全球变暖导致的极端高温、干旱和洪涝灾害，可能会和越来越频繁的极端海平面事件产生级联效应，从而给沿海地区带来重大损失。
沿海城市是时候行动起来了。
>>>延伸阅读：历史上的极端海平面事件
公元前48年 渤海海溢
《汉书》卷二十六天文志第六记载，元帝初元元年（公元前48年），“其五月，勃海水大溢。”
勃海即今渤海，因为书里并无地震记载，这次“海溢”应该主要是由气旋导致的风暴潮引起，也可能叠加了天文大潮等其它因素。
公元676年 青州海溢
《新唐书》五行志三记载：“上元三年八月，青州大风，海溢，漂居人五千余家。”
这次海溢事件从季节上推断，主因可能是台风引起的风暴潮。
1696年 江浙风暴潮
江浙地区曾在康熙三十五年（1696年）遭强台风引起的风暴潮侵袭，尤以上海为重灾区，共致逾十万人死亡、八万头牲畜失踪，房屋倒塌难以计数。
1724年 海潮入侵盐城
又据邹逸麟《中国历史地理十讲》记载，清雍正二年（1724年），台风拔树，海潮侵入盐城县城，冲倒房屋无数，淹死近五万人，牲畜损失难于计数。
1970年 孟加拉湾海啸
1970年11月12日，孟加拉湾遭遇风速达每小时185公里的超级气旋风暴。随之而来的海啸掀起6米多高的巨浪，淹没了低洼岛屿和恒河三角洲地区，导致30万人死亡和100多万人无家可归。这是世界上最著名的一次极端海平面事件。
1991年4月，孟加拉湾再次遭遇特大风暴潮，虽事先已有预警，但仍致13万人死亡。
1992年 我国东部风暴潮
1992年8月到9月间，当年第16号强热带风暴与天文大潮叠加，造成了1949年以来损失最大、波及范围最广的一次风暴潮灾害，从华东沿海向北至山东、天津、河北和辽宁等地区均不同程度受灾。
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