根据美国国家航空航天局（NASA）和美国国防部（DOD）的一项研究，到2100年，由于海平面上升和地下水供应的变化，美国东部沿海的流域将成为受地下咸水入侵影响最大的地区之一。 美国国家航空航天局的 Terra 卫星于 2023 年 4 月 21 日拍摄了这张照片。 图片来源：美国国家航空航天局
盐水入侵： 沿海蓄水层面临的日益严重的威胁
根据位于南加州的美国国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）的研究人员的一项研究，到 2100 年，海水预计将渗入全球约 75% 沿海地区的地下淡水供应。 这种入侵会使许多沿海含水层中的水无法饮用，也不适合灌溉，同时还会破坏生态系统和腐蚀基础设施。
这一过程被称为海水入侵，发生在淡水和海水自然交汇并相互平衡的海岸线下。 陆地上的降雨补充或补给了沿海蓄水层（储存淡水的地下岩石和土壤层），这些蓄水层通常流向海洋。 与此同时，海水在海洋压力的驱动下向内陆推进。 虽然在两者交汇的过渡区会有一些混合，但对立力量的平衡通常会使海水一边是淡水，一边是咸水。
现在，气候变化的两个影响正在使天平向海水倾斜。 在地球变暖的刺激下，海平面上升导致海岸线向内陆迁移，增加了推动咸水向陆地流动的力量。 与此同时，由于降雨量减少和气候变暖，地下水补给速度减慢，削弱了一些地区地下淡水的流动力量。
据 NASA-DOD 的一项研究估计，到 2100 年，盐水入侵将影响全球每四个沿海含水层中就有三个的地下水。 资料来源：NASA/JPL-Caltech
绘制全球盐水入侵地图
这项最近发表在地球物理研究快报上的研究评估了全球 6 万多个沿海流域（将一个地区的所有降雨和融雪引入一个共同出口的陆地区域），绘制了地下水补给减少和海平面上升将如何各自导致海水入侵，同时估计了它们的净影响。将这两个因素分开考虑，研究报告的作者发现，到 2100 年，在所研究的沿海流域中，82% 的地区仅靠海平面上升就会将海水推向内陆。 这些地方的过渡区的移动距离相对较小：与目前的位置相差不超过 656 英尺（200 米）。 易受影响的地区包括东南亚等低洼地区、墨西哥湾沿岸以及美国东海岸的大部分地区。
与此同时，在所研究的 45% 的沿海流域中，补给速度减慢本身就会导致海水入侵。 在这些地区，过渡带将比海平面上升时向内陆移动得更远--在某些地方可以达到四分之三英里（约 1200 米）。 受影响最大的地区包括阿拉伯半岛、澳大利亚西部和墨西哥下加利福尼亚半岛。 在大约 42% 的沿海流域，地下水补给将增加，从而将过渡区推向海洋，并在某些地区克服海平面上升带来的海水入侵影响。
总之，根据这项研究，由于海平面变化和地下水补给的综合影响，到本世纪末，77% 的受评估沿海流域将发生海水入侵。
减轻入侵的管理策略
一般来说，较低的地下水补给率将推动咸水向内陆入侵的程度，而海平面上升将决定咸水入侵在全球的范围。JPL 的地下水科学家、本文第一作者凯拉-亚当斯（Kyra Adams）说："根据所在的位置以及哪一个因素占主导地位，管理影响可能会发生变化。"
她说，举例来说，如果低补给量是一个地区发生入侵的主要原因，那里的官员可能会通过保护地下水资源来解决这个问题。 另一方面，如果人们更担心海平面上升会使含水层过度饱和，官员们可能会转移地下水。
全球努力和一致的框架
这项研究由美国国家航空航天局（NASA）和美国国防部（DOD）共同资助，是评估海平面上升将如何影响国防部沿海设施和其他基础设施工作的一部分。 该研究使用了 HydroSHEDS 收集的流域信息，HydroSHEDS 是由世界野生动物基金会管理的一个数据库，它使用了来自 NASA 航天飞机雷达地形图任务的海拔观测数据。 为了估算到 2100 年海水入侵的距离，研究人员使用了一个模型，该模型考虑了地下水补给、地下水位上升、淡水和海水密度以及海平面上升造成的海岸迁移等变量。
研究报告的共同作者、JPL 气候科学家、NASA 海平面变化小组共同负责人本-哈姆林顿（Ben Hamlington）说，全球情况与研究人员看到的沿海洪水类似："随着海平面的上升，各地洪水泛滥的风险也在增加。 随着盐水入侵，我们看到海平面上升正在提高地下水补给变化的基线风险，使其成为一个严重因素。"
他补充说，一个全球一致的、能捕捉本地化气候影响的框架，对于那些不具备自行制定框架的专业知识的国家来说至关重要。
"资源最少的国家受海平面上升和气候变化的影响最大，"哈姆林顿说，"因此这种方法大有裨益。"
编译自/scitechdaily
