在氣候變化對沿海地區產生的所有威脅中，海平面上升（SLR）導致的洪水淹沒被認為是最嚴重的威脅之一，對海岸帶的生態環境、經濟社會發展和人類生活都產生極大的負面影響。中國海岸帶區域南北跨度大，自然地理和經濟社發展特征也極為多樣化，未來時期海平面上升導致的洪水淹沒特征及綜合風險具有顯著的復雜性和時空異質性，給沿海政府部門制定行之有效的適應性政策和措施帶來很大的挑戰。
中國科學院煙臺海岸帶研究所侯西勇研究員團隊基于遙感大數據、超算平臺、數值模型等技術方法開展了深入而細致的研究，包括：（1）利用德國漢堡大學研發的全球海平面上升值數據，在超算環境下進行模擬，獲得至2100年RCP2.6/4.5/8.5三種情景的中國近海海平面高度信息；（2）修正傳統的“浴缸模型”，得到更科學的水文連通性模型，并在較高的空間精度水平（100 m分辨率）計算三種情景下至2100年逐年的中國海岸帶淹沒特征，得到最大可能淹沒范圍、淹沒水深、淹沒頻次等信息；（3）基于IPCC的災害風險評估理論和方法，從危險性、暴露度（敏感性）、可恢復性三個方面出發構建中國海岸帶海平面上升淹沒風險評估框架，對海平面上升的淹沒風險進行綜合評估，分析不同等級淹沒風險區域的空間范圍和時間演變特征，并揭示可能波及的人口數量、經濟資產數量、土地利用/覆蓋類型等。
利用水文連通性模型得到的中國海岸帶淹沒分析結果表明：如果不提升海岸工程的防護等級，在RCP2.6/4.5/8.5三種情景下，未來時期中國海岸帶海平面上升淹沒區域的宏觀空間格局比較穩定，主要分布在環渤海地區、江蘇至長江口的沿海地區、珠江三角洲以及臺灣西部沿海地區。但是，淹沒區域的面積隨時間推移將逐漸擴大和蔓延，在三種情景下，淹沒面積都是呈波浪式上升趨勢；到2100年，可能的最大淹沒面積預計將超過4.89 104 km2（RCP 2.6），最大可達到5.35 104 km2（RCP 8.5）；三種情景下的淹沒深度和洪水頻率存在較明顯的差異，總的來說，高排放情景下的淹沒災害最嚴重。
圖1 三種情景下至2100年中國海岸帶可能最大淹沒面積（a）及其變化率（b）
圖2 三種情景下至2030、2050和2100年中國海岸帶海平面上升淹沒范圍
基于IPCC災害風險評估框架得到的洪水淹沒綜合風險評估結果表明：人口密集、經濟社會發達的沿海低地面臨著較為嚴重的洪水淹沒風險，例如，黃河三角洲、長江三角洲、珠江三角洲和江蘇沿海地區。在RCP8.5-SSP5情景下，“極高”淹沒風險等級的分布面積在2100年預計可達到4.41 104 km2?！皹O高”和“高”風險等級區域波及的人口數量約在2050年達到峰值（RCP2.6-SSP1），而波及的經濟資產（GDP）則表現出持續的波動上升態勢，約在2100年達到峰值（RCP8.5-SSP5）。江蘇和廣東“極高”和“高”風險等級區域分布面積明顯高于其他沿海省市區，并且需要分別著重防范洪水淹沒對耕地和建成區所造成的影響。
圖3 RCP2.6-SSP1、RCP4.5-SSP2、RCP8.5-SSP5情景下2030、2050、2100年不同省份典型風險區預計影響的人口（A）和GDP數量（B）
本研究工作的創新性主要體現在：（1）所建立的水文連通性洪水淹沒分析模型相較于傳統的“浴缸模型”，其算法更合理，而且使用了遙感大數據產品，從而顯著提升了大空間尺度海平面上升淹沒范圍計算的科學性和準確性；（2）充分利用多類型、多要素指標的時空信息，更加準確和細致地刻畫了中國海岸帶SLR淹沒災害的危險性、暴露度（敏感性）、可恢復性特征，使用多目標決策法與熵值法的組合評估模型計算指標權重，評估結果更加準確可信?？偟膩碚f，研究成果對于我國沿海地區加強海平面上升淹沒災害風險應對、提升氣候變化背景下沿海地區韌性、促進海岸帶地區可持續發展等具有重要的決策參考意義。
上述研究工作得到了中國科學院戰略性先導科技專項“地球大數據科學工程”子課題“海岸帶氣候變化風險綜合評估與決策支持系統”（No. XDA19060205）等科研項目的資助。
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，中國海岸帶海平面上升淹沒風險評估[M] //郭華東，地球大數據支撐可持續發展目標報告（2021）：中國篇, 北京：科學出版社, 2022.
