气候变化增加海啸风险的5种方式

Climate change can escalate the threat of earthquakes and volcanic eruptions which increases the chance of tsunamis.
Climate change can escalate the threat of earthquakes and volcanic eruptions which increases the chance of tsunamis.Image: UNSPLASH/Todd Turner
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  • 海啸最常见的成因是地震;不过,15%的海啸由火山或山体滑坡引起。

  • 海平面上升、冰架坍塌和火山活动增加等气候变化影响,与海啸威胁的加剧有关。

  • 需要采取减缓策略,例如海啸预测模型以及针对脆弱基础设施的建筑规范,以提高防范能力。

汤加海底火山洪加-洪加·哈派岛(Hunga Tonga-Hunga Ha'apai)发生的巨大喷发引发了一场海啸,波及环太平洋各国,甚至造成灾难性的石油泄漏,沿秘鲁21处海滩蔓延。

在汤加,海平面测站失效前记录到约2米高的海浪,并出现高达15米的海浪袭击了汤加塔布岛、'Eua岛和哈派群岛的西海岸。火山活动可能持续数周或数月,但很难预测是否会再次发生如此强烈的喷发,也难以预测其发生的时间。

气候变化与海啸之间的关系

大多数海啸由地震引起,但相当大的比例(约15%)由山体滑坡或火山引起。其中一些可能相互关联,例如,山体滑坡引发的海啸通常由地震或火山喷发触发。

但气候变化是否也起到了作用?随着地球变暖,我们看到更多频繁且强烈的风暴和气旋、冰川和冰盖融化,以及海平面上升。然而,气候变化不仅影响大气和海洋,也影响地壳。

与气候相关的地质变化可能增加地震和火山喷发的发生率,进而加剧海啸威胁。以下是这种情况可能发生的五种方式。

1. 海平面上升

如果温室气体排放持续处于高位,全球平均海平面预计将上升60厘米至1.1米。近三分之二人口超过500万的全球城市面临风险。

海平面上升不仅使沿海社区更容易受到风暴引发的洪水影响,也使其更易受海啸影响。即使海平面的小幅上升,也会在海啸发生时显著增加洪水的频率和强度,因为海啸可能深入内陆。

例如,2018年的一项研究显示,海平面仅上升50厘米,就会使中国澳门因海啸引发的洪水频率增加一倍。这意味着未来,较小的海啸可能产生今天较大海啸所造成的同等影响。

2. 山体滑坡

气候变暖可能增加海底(水下)和陆上(地面以上)山体滑坡的风险,从而增加局部海啸的风险。

高纬度地区永久冻土的融化(冻土)降低了土壤稳定性,使其更易受侵蚀和山体滑坡影响。更强降雨也可能引发山体滑坡,因为在气候变化下风暴变得更加频繁。

海啸可以产生,当山体滑坡进入水中产生撞击时,或水体被快速的水下山体滑坡推动时。

一般而言,由山体滑坡或岩崩产生的海啸波衰减较快,传播距离不及由地震产生的海啸,但仍可能在局部造成巨浪。

在美国阿拉斯加,冰川退缩和永久冻土融化暴露了不稳定的斜坡。2015年,这种融化引发了一场山体滑坡,将1.8亿吨岩石冲入一条狭窄的峡湾,产生了一场高达193米的海啸——这是全球有记录以来最高的海啸之一。

“科学家勘察2015年10月大规模山体滑坡后,在Taan峡湾发生的巨型海啸所造成的破坏。”Image: Peter Haeussler,美国地质调查局阿拉斯加科学中心/Wikimedia

其他面临风险的地区包括不列颠哥伦比亚省西北部(加拿大),以及阿拉斯加的巴里湾,那里一处不稳定的山坡位于巴里冰川坡脚,有可能崩塌并引发一场严重海啸,发生时间可能在未来20年内。

3. 冰山崩解与冰架坍塌

全球变暖正在加速冰山崩解速率——即冰块坠入海洋的过程。

研究预测,大型冰架(如南极洲的瑟韦茨冰川)将很可能崩塌,时间在未来五到十年之间。同样,格陵兰冰盖正急剧变薄并后退,速度令人担忧。

冰山崩解可能增加海啸风险。Image: UNSPLASH/Long Ma

尽管目前大部分研究重点关注冰川和冰盖融化及崩塌所带来的海平面风险,但冰川崩解与破碎过程中同样存在海啸风险,该风险源于冰体崩解和破碎过程。

漂移的冰山可能引发海底山体滑坡和海啸,距离冰山的原始来源可达数千公里,因为它们撞击了海底不稳定的沉积物。

4. 冰融化引发的火山活动

约12,000年前,末次冰期(“冰河时代”)结束,融化的冰引发了一场剧烈的火山活动增加。

气候变暖与火山喷发增多之间的相关性尚未得到充分界定或理解。但这可能与地壳应力的变化有关,即冰层重量被移除时的情况,以及一种称为“均衡回弹”的现象——即陆地因冰盖移除而长期隆起。

5. 地震增加

气候变化可通过多种方式增加地震发生频率,从而增加海啸风险。

首先,冰盖的重量可能抑制断层活动和地震。冰融化时,均衡回弹(陆地隆起)伴随着地壳因失去重量而调整,断层活动和地震随之增加。

我们可能已在阿拉斯加见到这种情况,那里融化的冰川降低了断层的稳定性,引发了许多小规模地震,并可能引发了震级7.2级的圣伊莱亚斯地震(发生于1979年)。

另一个因素是与风暴和台风相关的低气压,研究也表明,在地壳已承受应力的地区,低气压可能引发地震。即使是相对较小的气压变化,也可能引发断层活动,正如一项针对2002年至2007年台湾东部地震的分析所指出的那样。

应对气候变化的影响

许多气候变化减缓策略也应包含提升海啸防范能力的内容。

这可能包括将预测的海平面上升纳入海啸预测模型,并纳入沿脆弱海岸线基础设施的建筑规范。

研究人员还可以确保气候影响的科学模型包括预测的地震、山体滑坡和火山活动增加,以及由此带来的海啸风险增加。

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