夏威夷，這個以美麗海灘和獨特文化聞名的旅游勝地，正面臨著嚴峻的環(huán)境挑戰(zhàn)：地面沉降正在加速其沿海地區(qū)的洪水風險。最近，夏威夷大學馬諾阿分校的研究人員在《通訊-地球與環(huán)境》（CommunicationsEarth & Environment）發(fā)表研究，揭示了地面沉降對夏威夷沿海地區(qū)洪水風險的深遠影響，為夏威夷的未來敲響警鐘，也為全球沿海地區(qū)應對氣候變化提供參考。

海平面上升與地面沉降的雙重威脅

海平面上升是全球氣候變化的一個顯著后果，它對沿海地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)、基礎設施和人類社會構(gòu)成嚴重威脅。夏威夷由八個主要島嶼和許多小島組成，其低洼的沿海地區(qū)尤其容易受到海平面上升的影響。然而，除了海平面上升這一全球性因素外，夏威夷還面臨著地面沉降的本地化問題。

夏威夷歐胡島（O‘a(chǎn)hu），Public Domain

地面沉降是指地表在自然或人為因素作用下出現(xiàn)的大面積、區(qū)域性、連續(xù)且緩慢的整體下降運動，這種現(xiàn)象通常表現(xiàn)為向下垂直移動，水平位移相對較小，即地面下沉。它可能由多種因素引起，包括地質(zhì)構(gòu)造運動、地下水過度抽取、沉積物壓實以及人為填土的不穩(wěn)定因素等。在夏威夷，尤其是人口密集的歐胡島（O‘a(chǎn)hu），地面沉降正在加劇海平面上升帶來的洪水風險。

衛(wèi)星雷達數(shù)據(jù)與高分辨率地形模型

為了準確評估地面沉降對夏威夷沿海地區(qū)的影響，研究人員利用近二十年的衛(wèi)星雷達數(shù)據(jù)，結(jié)合高分辨率的數(shù)字高程模型（DEM），對夏威夷群島的垂直土地運動進行了詳細分析。衛(wèi)星雷達干涉測量技術(shù)（InSAR）能夠精確測量地表的微小變化，為研究地面沉降提供了強有力的支持。

研究人員分析了來自Sentinel-1和ALOS-1衛(wèi)星的雷達數(shù)據(jù)，覆蓋了夏威夷群島的多個島嶼。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過復雜的處理和分析，最終生成了詳細的地面沉降速率圖。此外，為了更準確地模擬洪水風險，研究人員還開發(fā)了一個高分辨率的數(shù)字高程模型，該模型結(jié)合了多種數(shù)據(jù)源，包括LiDAR數(shù)據(jù)、美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）和美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）的地形數(shù)據(jù)等，能夠精確反映沿海地區(qū)的地形特征。

歐胡島南部的快速沉降

研究結(jié)果顯示，夏威夷群島中，歐胡島南部的地面沉降問題最為嚴重。盡管整個島嶼的平均沉降速率較低，約每年0.6毫米，但在某些局部地區(qū)，地面沉降速率卻高達每年25毫米，幾乎是平均值的40倍。這種快速沉降主要集中在歐胡島南部的低洼地區(qū)，包括Mapunapuna工業(yè)區(qū)等重要基礎設施區(qū)域。

研究人員指出，這些地區(qū)的快速沉降主要與沉積物和人工填土的壓實有關(guān)。歐胡島的許多城市開發(fā)和基礎設施建設都建立在不穩(wěn)定的沉積物和人工填土之上，隨著時間的推移，這些材料的壓實導致了顯著的地面沉降。例如，Mapunapuna工業(yè)區(qū)的地面沉降速率在過去幾十年中一直保持較高水平，這意味著該地區(qū)的洪水風險正在加速上升。

研究還發(fā)現(xiàn)，地面沉降正在顯著縮短夏威夷沿海地區(qū)面臨洪水的時間線。如果不考慮地面沉降的影響，僅根據(jù)海平面上升的預測來評估洪水風險，將嚴重低估實際的洪水威脅。例如，在Mapunapuna地區(qū)，由于地面沉降的影響，到2050年，洪水暴露面積可能會增加超過50%，而洪水準備的時間線可能會被壓縮多達50年。

每年冬季，成群結(jié)隊的座頭鯨都會來到夏威夷群島國家海洋保護區(qū)，在這里繁衍后代。這張照片拍攝于2012年2月24日，圖中是一頭座頭鯨媽媽和幼崽，它們在海中嬉戲的溫馨畫面。圖片來源和版權(quán)：EdLyman/NOAA Permit #14682這意味著，原本預計在未來幾十年內(nèi)才會出現(xiàn)的洪水問題，可能會在未來十年甚至更短時間內(nèi)就顯現(xiàn)出來。這對于當?shù)氐幕A設施、經(jīng)濟和居民生活構(gòu)成了直接威脅。例如，歐胡島的許多沿海道路、社區(qū)以及重要的旅游設施都可能在未來幾十年內(nèi)頻繁遭受洪水侵襲。

為適應性規(guī)劃提供科學依據(jù)

這項研究為夏威夷的政策制定者和城市規(guī)劃者提供了重要的科學依據(jù)。通過揭示地面沉降對洪水風險的影響，研究人員強調(diào)了在制定沿海適應性策略時必須考慮地面沉降因素，否則可能會延誤應對措施的實施。

研究人員建議重新評估沿海地區(qū)的洪水風險，并制定更具前瞻性的適應性規(guī)劃。這包括加強基礎設施的抗洪能力、調(diào)整土地利用規(guī)劃以及推動社區(qū)的防洪準備。此外，研究還強調(diào)了持續(xù)監(jiān)測地面沉降和海平面變化的重要性，以便及時更新洪水風險評估。

這項研究也為全球沿海地區(qū)提供了一個警示：在制定應對氣候變化的策略時，必須綜合考慮多種因素的相互作用。只有通過科學的評估和有效的適應性規(guī)劃，才能確保沿海地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

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編譯 | Sara
審核 | YJ
排版 | 綠葉