切萨皮克湾地区部分地区的下沉将加剧海平面上升和风暴潮造成的洪水

弗吉尼亚理工大学科学家的新研究表明，切萨皮克湾的部分地区正以每年近四分之一英寸或7毫米的速度下沉。此外，研究人员说，关于切萨皮克湾地区地面下沉的位置以及下沉程度的最新知识不包括在当局用来评估海平面上升造成的当地洪水风险的官方规划地图中。

这对当前和未来的管理工作构成了重大挑战，因为它可能低估或高估弗吉尼亚海岸线沿岸社区的洪水风险，弗吉尼亚理工大学科学学院地球科学系雷达遥感工程和环境安全副教授Manoochehr Shirzaei说，弗吉尼亚理工大学国家安全研究所的成员。

弗吉尼亚理工大学地球观测与创新实验室的新发现发表在《地球物理研究固体地球杂志》上，科学家们使用来自地球轨道的合成孔径雷达的干涉成像测量了切萨皮克湾海岸线沿线的土地下沉了多少，以检测海拔高度。后一种技术可以测量局部地面高程的逐年变化，小至一毫米，地球科学系博士生，该研究的主要作者Sonam Futi Sherpa说。

该研究使用了2007-20年的数据。研究人员进一步估计，21世纪潜在的洪水来自陆地海拔变化，海平面上升和风暴潮。

“虽然我们发现海湾的大部分地区每年下沉不到2毫米，但在几个地区，我们发现每年下沉率达到4至5毫米甚至更多，”夏尔巴说。

除了Sherpa和Shirzaei之外，科学教育与研究所地球与环境科学系的Chandrakantha Ojha也为这项研究做出了贡献。

Shirzaei说，该地区当然拥有世界上最大的海军基地诺福克海军基地，人口稠密，超过1万人，还有野生动物。它作为旅游目的地的吸引力也是该州最高的。

夏尔巴人进一步指出，切萨皮克湾的汉普顿路，包括诺福克，纽波特纽斯和弗吉尼亚海滩，是地面沉降的热点，以相对较高的速度发生，加剧了海平面上升和风暴潮的影响。研究发现，该地区位于波托马克河附近的蒙特罗斯和里德维尔之间的海湾，由于地下水抽取和侵蚀，该地区正在下沉。

研究人员表示，这种活动是大多数地面沉降地区的典型活动。许多热点是人为活动的地点，例如抽取地下水导致含水层系统压实，而其他热点则是土地因侵蚀而丧失的地方。

在2030年、2050年和2100年非常低的温室气体排放情景下，沉降和海平面上升的预计淹没面积(分别为顶部面板(a)、(b)、(c)。底部面板(d)，(e)，(f)突出显示了2100年海平面和沉降的放大淹没。图片由Sonam Futi Sherpa为弗吉尼亚理工大学提供。

研究人员表示，切萨皮克沿线的州，县和市政当局目前使用联邦紧急事务管理局准备的地图来制定应对可能的洪水的计划。这些地图根据政府间气候变化专门委员会海平面上升的预测显示了面临风险的地区。

当科学家检查不同的海平面上升情景与地面沉降的影响相结合时，他们发现，对于切萨皮克湾，到2100年，454至600平方公里(282至373平方英里)面临非常低到非常高的温室气体排放情景的洪水风险。类似于2003年飓风伊莎贝尔的风暴潮可以从849年到1年将淹没面积从117平方公里增加到527，694平方公里(2030到2100平方英里)，同时考虑到非常高的温室气体排放情景。

“海平面上升有许多估计和模型，但它们都不足，因为它们没有考虑到土地海拔变化，”Shirzaei说，他也是弗吉尼亚理工大学弗拉林生命科学研究所全球变化中心的附属成员。“当以前干燥的土地被洪水淹没时，它会导致地表水和地下水的盐水污染，并加速海岸侵蚀和湿地损失。

他补充说：“切萨皮克湾地区的洪水灾害地图需要更新土地高程变化的测量和海平面上升的更新预测。奥多米尼恩大学(Old Dominion University)政治学和地理学教授汤姆·艾伦(Tom Allen)将利用夏尔巴人和希尔扎伊提供的数据来做到这一点。艾伦说，当局可以使用更新后的地图来制定有效的适应策略。

夏尔巴补充说，海岸线的下沉极大地放大了海平面上升的影响，因为这两个过程共同作用使情况恶化。“地面下降，海平面上升，洪水向内陆移动的距离比任何变化本身产生的都要远得多，”她说。

什么是长期解决方案?答案各不相同，Shirzaei说。“沿海城市日益增长的风险构成了重大挑战，适应是可以预期的。然而，解决方案因地而异，必须根据个人情况量身定制，“他说。

“对相对海平面上升的适应包括三大类防御：保护，住宿和撤退。沿海社区可以从一长串选项中进行选择，例如升级保护设施，如水坝，提高土地，维护和恢复湿地保护，控制沉降，提高抗洪能力，选择性地搬迁重要基础设施，以及安装洪水预警系统。