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沿海城市在海平面上升中下沉

罗德岛研究人员确定了全球城市中地陷风险较高的地区。

作者:Gabe Allen
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图片来源:MainlanderNZ/Shutterstock

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在一项近期研究中,研究人员检查了 99 个沿海城市,发现几乎所有城市都在快速下沉。研究表明,城市开发和地下水抽取正在导致地表下沉。在许多这些沿海社区,地陷可能会加剧洪水风险,加上海平面因全球变暖而上升。

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该研究作者、罗德岛大学海洋学副教授 Matt Wei 表示:“任何担心海平面上升的地方,都应该担心地陷。”

虽然地陷(这是一个描述地面下沉的专业术语)在东亚更为普遍,但 Wei 和他的同事们也在美国、非洲、欧洲和澳大利亚发现了地陷现象。简而言之,这是一个具有全球影响的全球性现象。在许多地方,像 Wei 的研究一样,可以帮助在自然灾害期间防止灾难性后果。

考虑地陷

1977 年,美国地质调查局雇员 Richard Ireland 在加州圣华金谷拍摄了一张照片,照片中一名当地农民站在一根电话杆旁边。电话杆上钉着一个牌子,上面写着“1925”,在杆子三分之二的高度。在照片拍摄之前的 52 年里,农民脚下的地面已经下沉了近 30 英尺。

蓬勃发展的农业——葡萄、坚果和柑橘农场——耗尽了谷底下的地下含水层系统。随着含水层塌陷,地面下沉,该地区的地下储水能力永久性地减弱。

近几十年来,该谷地已经建立了密切监测地陷的系统。 伸缩仪和 GPS 网络会监测进一步的含水层压实迹象。该网络可能很快成为远超田园诗般的加州农田的有用模型。

Wei 表示:“许多美国和欧洲国家都有计划,它们会根据不同的海平面上升情景来评估洪水风险。但很少有人将地陷纳入他们的模型中。”

实现这一转变需要市政当局和科学家之间的合作。由于地陷现象很少是均匀的,因此城市无法使用相同的地陷模型。在一个城市,甚至一个社区内,某些区域可能会下沉,而其他区域可能会上升。

为了绘制出风险区域图,Wei 和他的同事们确定了那些海拔低于 10 米且地陷速度等于或大于海平面上升速度的地区。换句话说,低洼沿海地区正在以比海水上升更快的速度下沉。

在 99 个城市中,除 6 个城市外,其余都存在这些危险区域,有些城市甚至有许多。中国上海和越南河内位居榜首,每个城市都有超过 1,000 平方公里的风险房地产。美国弗吉尼亚州汉普顿、佛罗里达州坦帕和德克萨斯州科珀斯克里斯蒂等城市也进入了前十名。

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地质基础

与圣华金谷类似,研究人员认为全球地陷的首要原因是地下水抽取。但仅靠水并不能提供令人满意的解释。大型建筑项目往往会压实其下方的土壤,并且还会抽取大量水来支持其运营。石油和天然气开采也可能导致地陷。该过程会削弱地下结构并导致地面快速下沉。

地质基础驱动着地陷的局部差异。建在前河床软质冲积土上的社区比建在坚固花岗岩基岩上的社区更容易发生地陷。同样,位于大型含水层上方的地区也更容易因地下水抽取而发生地陷。

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Wei 希望他的研究能够促使市政当局关注地陷问题。一旦城市了解了地陷的发生地点,他们就可以对该区域进行清点,评估洪水风险并采取措施加以保护。

Wei 说:“首先你必须意识到它正在发生,然后你需要资源来改善它。”

GPS 台站是一个重要的工具。虽然 Wei 的大部分研究都依赖于卫星图像,但 GPS 数据更为精确。然而,即使在美国,城市也很少包含超过几台GPS 台站。长期监测地陷风险需要政府在地面技术上进行投资。

Wei 表示:“大地测量数据的扩展非常重要。”

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随着世界各地的城市不断发展和扩张,我们对其意外后果的理解也在不断加深。Wei 的研究揭示了其中一个后果如何与全球气候变化的影响相碰撞,从而产生一个独特的问题。但它也提醒我们更重要的事情:灾难减缓,无论是在全球还是地方层面,都需要通过仔细的观察和预见来最好地完成。

  • Gabe Allen

    Gabe Allen 是一位居住在科罗拉多州的自由记者,专注于科学和环境。他是普利策中心 2023 年的报道研究员,目前是科罗拉多大学环境新闻学中心的硕士生。他的署名文章曾出现在 Discover Magazine、Astronomy Magazine、Planet Forward、The Colorado Sun、WyoFile 和 Jackson Hole News&Guide 上。

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