文章信息：Scott A. Kulp & Benjamin H. Strauss. (2019). New elevation data triple estimates of global vulnerability to sea-level rise and coastal flooding. Nature Communications 10, 4844. https://doi.org/10.1038/s41467-019-12808-z.

阅读笔记：刘钊，2020级博士生

阅读时间：2022年1月22日

选题视角：

1.海平面上升：海平面上升的是全球变暖最直接、最严峻的影响后果。科学家根据最新模型模拟结果得出，即使人类从此时此刻完全终止温室气体的排放，到2100年全球海平面仍将上升约45厘米。与此同时，研究人员发现海平面上升对人类的影响被严重低估。

2.受威胁人口多：有1.1亿人口居住在海平面以下的低海拔区域，还有2.5亿人生存在极低地势区。新的数据显示，未来海平面上升影响的人数是最初预计的三倍。即使在未来的几年温室气体的排放量逐年降低，到本世纪末生活在海平面以下的人口数量将增加至1.9亿。若2100年前温室气体排放逐年增加，届时生活在海平面以下的人口数量将高达6.3亿。

科学问题：

1.受气候变化的影响，全球平均海平面在20世纪上升了11-16厘米。即使立即大幅削减碳排放量，本世纪的上升可能接近或超过2米。将海平面预测转化为人口的潜在暴露，对于沿海规划和评估气候变化至关重要。

2.以DEM为代表的陆地地形和高程是这一类研究的基础。SRTM作为免费覆盖全球范围的DEM产品，在植被茂密和人口稠密的地区存在较大的误差，导致严重低估潜在暴露量。本研究使用CoastalDEM（一种使用神经网络开发的新型DEM）校正SRTM误差；并进行海岸极限水位（Extreme Coastal Water Level, ECWL）的暴露评估。

创新点：

通过研究黄河流域的气候变化、水资源变化（人类用水模式的变化）和植被变化，来解释气候变化-水-生态-人类社会的协同机制问题，并说明流域正变得越来越干。

亮点：

通过研究黄河流域的气候变化、水资源变化（人类用水模式的变化）和植被变化，来解释气候变化-水-生态-人类社会的协同机制问题，并说明流域正变得越来越干。

研究结论：

1.全球层面：CoastalDEM估计，全球在当前高潮线以下的陆地有1.1亿人，在1年重现期下洪水水位以下的陆地有2.5亿人。与之相比，基于SRTM的相应估计为2800万人和6500万人。

假设未来环境温和，预计到2050年，海平面的升高将威胁到目前居住着1.5亿（1.4 - 1.7亿）人的陆地；而2100年，有3.6亿（3.1 - 4.2亿）人受到洪水威胁，比当前基线高出1.1亿(0.6 - 1.7亿)人。

假设南极不稳定，预计到2050年，共有3亿（2.7 - 3.4亿）人生活在每年都可能遭受洪水袭击的陆地上。到2100年，这一数值将升至4.8亿（3.8 - 6.3亿）人。这些数值分别比目前增加了5000万（2000 - 9000万）和2.3亿（1.3 - 3.8亿）。

2.国家层面：在SRTM和CoastalDEM中，无论排放情景或海平面模型如何，全球目前生活在受影响地区上的总人口的70%以上分布在8个亚洲国家：中国、孟加拉国、印度、越南、印度尼西亚、泰国、菲律宾和日本。仅中国就占全球人口暴露风险的18-32%，但与SRTM相比，CoastalDEM将中国的估计值提高了大约三倍。

局限性：

1.高程数据集误差：与激光雷达相比，CoastalDEM仍然低估了美国和澳大利亚的人口暴露量，并没有完全消除基于SRTM的暴露量估计值的偏差。

2.人口数据集Landscan误差：这是1平方公里分辨率的环境人口密度模型，无法在亚千米空间尺度上捕捉到任何倾向于或远离低洼沿海地区的偏差。

3.脆弱性模型的局限性：在给定的海平面以下，在水文上与海洋相连的所有土地归类为暴露在极端海岸水位下。这种方法往往高估了偶发洪水的暴露量。

图 CoastalDEM和SRTM预测的永久淹没表面（中国珠江三角洲、孟加拉国、印度尼西亚雅加达、泰国曼谷）

图 CoastalDEM和SRTM计算各国暴露人口的比较

图 Lidar与四个全球DEM计算人群ECWL暴露的相对差异

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-12808-z 

节选转引：https://mp.weixin.qq.com/s/PicUN1xo6pUp82K-xp3weA