数据稀缺海岸带垂直地运动校正的海平面上升精准评估：以孟加拉脆弱沿海区为例

这篇研究通过整合潮位计(TG)、卫星测高(SA)和干涉合成孔径雷达(InSAR)数据，创新性地建立了垂直地运动(VLM)校正模型，揭示了孟加拉海岸带海平面上升(SLR)的时空异质性特征。研究显示经VLM校正后绝对海平面上升(ASLR)平均达4.58 mm/年，显著高于全球平均水平，为这个全球人口密度最高的脆弱三角洲区域的气候适应规划提供了精准科学依据。

　　

引言

全球变暖驱动的海平面上升(SLR)对低洼沿海地区构成严重威胁，而孟加拉湾北部的孟加拉海岸带因其特殊的地理位置和密集人口成为全球最脆弱区域之一。传统SLR评估存在三大瓶颈：垂直地运动(VLM)校正不足、潮位计(TG)数据质量参差不齐以及观测时间序列过短。本研究通过多源数据融合，首次实现了该国全海岸线VLM校正的SLR精准评估。

材料与方法

研究区域覆盖北纬21°-23°、东经89°-93°的恒河-布拉马普特拉河-梅克纳河(GBM)三角洲，按地貌特征划分为西、中、东三个区域。数据方面精选11个完整性指数≥90%的TG站点47年(1977-2023)观测数据，采用隔离森林算法剔除异常值，并通过RHtests-v4算法进行均一化校正。创新性地引入18.61年节点潮校正和逆气压(IB)效应校正（使用NCEP/NCAR再分析数据），其中IB校正系数1/ρg=99.71×10^-6 m/Pa。卫星测高(SA)数据通过EarthAccess工具箱获取1/6°网格的海面高度异常(SSHA)，InSAR处理采用Sentinel-1数据(2014-2024)和小基线集(SBAS)方法，垂直位移精度达毫米级。

结果

季节性变化显示海平面4月达峰、9月谷底，其中科克斯巴扎尔站季节振幅达42 cm，而赫隆角站仅28 cm。年代际波动呈现"上升-下降"交替模式：1980s平均速率达45.12±18.36 mm/年，1990s降至3.25±1.87 mm/年，2010s反弹至5.68±2.13 mm/年。空间分异特征显著：西部Ghashiakhali站相对SLR(RSLR)达22.38±1.08 mm/年，而东部Teknaf站为-9.52±1.05 mm/年。

VLM校正揭示11个TG站点中5处沉降（最大-8.24 mm/年）、6处抬升（最大+3.67 mm/年）。经校正后所有站点均显示正ASLR趋势，平均4.58 mm/年，与SA结果(4.94 mm/年)高度吻合。有趣的是，潮差(TR)增幅呈现东(6.23 mm/年)>西(2.4 mm/年)>中(1.49 mm/年)的空间格局，暗示区域水动力差异。

讨论

研究发现孟加拉湾SLR速率较全球均值(3.3 mm/年)高出2.1 mm/年，主要归因于：1) 恒河三角洲持续沉降（最大-8.24 mm/年）；2) 季风系统强化导致的季节性放大效应；3) 人类活动如堤防建设改变水动力。特别值得注意的是，InSAR揭示的抬升现象（如赫隆点+3.67 mm/年）与地质钻探结果相互印证，挑战了该区域"普遍沉降"的传统认知。

方法论上，研究证实VLM贡献度中位数达22%，强调忽略地壳形变将导致SLR评估偏差达47%。交叉验证显示TG+InSAR与SA的RMSD为41.29 cm，虽存在误差但统计显著(p<1e^-13)，反映近岸测高数据仍需改进。

结论

这项研究构建了数据稀缺区SLR评估的新范式，其核心价值在于：1) 首次实现孟加拉全海岸毫米级VLM校正；2) 揭示SLR速率东西梯度（东4.73>西3.66>中2.4 mm/年）；3) 证实潮差增幅与人类工程活动空间耦合性。成果直接支撑《孟加拉三角洲2100适应规划》，为这个居住着4380万人口（密度972人/km²）的脆弱区域的基础设施建设提供厘米级精度决策依据。未来NISAR卫星的L波段数据将进一步提升植被覆盖区形变监测能力。