齊慶華,蔡榕碩

(1.國家海洋局第三海洋研究所 廈門 361005； 2.國家海洋局海洋-大氣化學(xué)與全球變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廈門 361005)

?

21世紀(jì)海上絲綢之路海洋環(huán)境的氣候變化與風(fēng)暴災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)探析

齊慶華1,2,蔡榕碩1,2

(1.國家海洋局第三海洋研究所 廈門 361005； 2.國家海洋局海洋-大氣化學(xué)與全球變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廈門 361005)

海洋環(huán)境安全是21世紀(jì)海上絲綢之路(絲路)建設(shè)的重要保障。文章簡要分析了絲路海洋環(huán)境關(guān)鍵要素和風(fēng)暴以上等級災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)(簡稱風(fēng)暴災(zāi)害)的氣候變化特征，探討了海洋環(huán)境變化和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的可能影響，并提出了有關(guān)的研究建議。分析表明，氣候變化背景下，絲路海區(qū)的海水顯著變暖、熱比容海平面升高明顯，絲路沿海洪水、風(fēng)暴潮等高水位事件發(fā)生頻次可能會(huì)增加，進(jìn)而對港口建設(shè)和航線通暢造成較大影響。1940-2016年間，西北太平洋風(fēng)暴災(zāi)害主要集中登陸和影響廈門以南沿海地區(qū)，其中，南海風(fēng)暴災(zāi)害的路徑分布自20世紀(jì)80年代后有向孟加拉灣周邊地區(qū)拓展的趨勢；登陸廈門以北的風(fēng)暴災(zāi)害的路徑分布和影響范圍20年左右的趨勢變化明顯，近期有向南(廈門)集中推進(jìn)的趨勢，基于此，未來20年風(fēng)暴災(zāi)害登陸路徑和影響范圍以向北遷移推進(jìn)為主，這可能會(huì)在一定程度上有利于我國海上絲路建設(shè)的順利開展和實(shí)施。而氣候變化下強(qiáng)的熱帶氣旋發(fā)生頻次和登陸密集度有可能增加，隨之可能帶來更大的影響和損失。此外，北印度洋風(fēng)暴災(zāi)害的影響范圍也會(huì)向西和南擴(kuò)展，以至經(jīng)常影響阿拉伯半島和索馬里半島；地中海西部海岸，在北大西洋颶風(fēng)活動(dòng)頻次和強(qiáng)度增強(qiáng)的情景下，未來有可能存在風(fēng)暴潮的威脅。今后加強(qiáng)開展氣候變化與海洋環(huán)境災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)方面的觀測和基礎(chǔ)應(yīng)用研究，是提升21世紀(jì)海上絲綢之路海洋環(huán)境安全保障水平的主要任務(wù)之一。

21世紀(jì)海上絲綢之路；海表溫度；熱比容海平面；熱帶氣旋；海洋環(huán)境安全保障

海上絲綢之路自古有之，在中國數(shù)千年的歷史長河中一直是中外進(jìn)行經(jīng)貿(mào)與文化往來的海上大通道。隨著21世紀(jì)中國的崛起和改革開放的進(jìn)一步深化，這條古老的通道又開始煥發(fā)出新的活力?！?1世紀(jì)海上絲綢之路”是由習(xí)近平主席分別于2013年9月訪問哈薩克斯坦，在納扎爾巴耶夫大學(xué)發(fā)表演講和同年10月訪問東盟國家時(shí)提出。當(dāng)年11月，中國共產(chǎn)黨第十八屆中央委員會(huì)第三次全體會(huì)議通過《中共中央關(guān)于全面深化改革若干重大問題的決定》指出，推進(jìn)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶、海上絲綢之路建設(shè)，形成全方位開放新格局。這“一帶一路”和長江經(jīng)濟(jì)帶并稱“兩帶一路”，成為國家戰(zhàn)略。不言而喻，海上絲綢之路是絲綢之路在海上的延伸，是我國對外貿(mào)易進(jìn)出口的重要通道，主要包括遠(yuǎn)東、東南亞、印度洋沿岸和中東等地區(qū)?！?1世紀(jì)海上絲綢之路”的重點(diǎn)方向是通過海上航運(yùn)從中國沿海港口過南海到印度洋，延伸至歐洲。高效的海上航線網(wǎng)絡(luò)是促進(jìn)海上互聯(lián)互通，推進(jìn)海上絲綢之路建設(shè)的重要基礎(chǔ)。顯然，沿途周邊海洋環(huán)境的變化和海洋災(zāi)害的發(fā)生是跨國交通運(yùn)輸發(fā)展的關(guān)鍵限制。應(yīng)著力盡快對其開展廣泛深入的分析探討，從氣候變化、減災(zāi)防災(zāi)和海洋環(huán)境安全保障的角度來推動(dòng)國家與國家之間的跨邊界流動(dòng)性，為“21世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)保駕護(hù)航，進(jìn)而帶動(dòng)沿線國家的發(fā)展，以達(dá)到國家與國家之間的互利共贏、共謀社會(huì)福祉的目的。

當(dāng)前，氣候變化已經(jīng)成為人類可持續(xù)發(fā)展的頭號問題,本研究將以“21世紀(jì)海上絲綢之路”沿途海域?yàn)檠芯繀^(qū)域(簡稱絲路海區(qū))，基于最新的觀測資料、遙感數(shù)據(jù)以及再分析數(shù)據(jù)產(chǎn)品，分析各主要海域上層海洋熱力狀況、海表溫度和海平面等海洋環(huán)境關(guān)鍵要素的氣候變化特征。考慮到熱帶氣旋是絲路海區(qū)最主要、最嚴(yán)重的致災(zāi)系統(tǒng)，因此，將著眼于風(fēng)暴以上等級的各災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)(本文簡稱風(fēng)暴災(zāi)害)登陸路徑分布特征和變率，分析探討其可能形成的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，并相應(yīng)提出有關(guān)的適應(yīng)性研究策略，進(jìn)而為“21世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)提供必要的科技支撐和安全服務(wù)保障。

1 數(shù)據(jù)和方法

文中海表溫度數(shù)據(jù)取自英國氣象局Hadley中心的再分析資料，同時(shí)，上層熱含量數(shù)據(jù)和海平面異常資料由美國國家海洋與大氣管理局環(huán)境信息中心(NOAA-NCEI)提供，數(shù)據(jù)分辨率為1°×1°。1940—2016年熱帶氣旋數(shù)據(jù)源自美國天氣信息系統(tǒng)。文中數(shù)據(jù)診斷分析主要采用S-EOF時(shí)空分解、相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析和線性回歸等方法。

2 絲路海區(qū)海洋環(huán)境關(guān)鍵要素氣候變化和風(fēng)險(xiǎn)分析

歷次IPCC氣候變化評估報(bào)告使人們對氣候變化帶來的影響更加關(guān)注。氣候變化對海洋及沿海和海岸帶的影響主要表現(xiàn)為海溫升高和海平面不斷上升，同時(shí)，各種海洋災(zāi)害發(fā)生頻率和嚴(yán)重程度持續(xù)增加，特別是重大災(zāi)害的突發(fā)性和密集度(一般為發(fā)生的強(qiáng)度等級、地點(diǎn)和時(shí)間上的集中程度)等增強(qiáng)。新近的IPCC第五次氣候變化評估報(bào)告評估了氣候變化對全球海洋區(qū)域環(huán)境的影響和風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果表明，1950—2009年，印度洋和太平洋平均海表溫度分別上升了0.65℃和0.31℃(很可能)[1]。

“21世紀(jì)海上絲綢之路”跨越我國南海、北印度洋以及地中海和黑海等，1940—2015年間，上述海區(qū)的海溫均發(fā)生了顯著的變化特征[2]。我國的長江口以南至臺(tái)灣海峽南部海域升溫幅度最大，1940—2015年間上升幅度在1.2℃～1.8℃，其次是南海的中東部，上升幅度超過了0.8℃，熱帶西太平洋海區(qū)海表溫度上升幅度大部分維持在這個(gè)范圍(圖1A區(qū))。北印度洋的升溫主要位于赤道至南北緯10°范圍內(nèi)，以及阿拉伯海西北部沿海和孟加拉灣東部及東南沿岸海域，1940—2015年間的升溫幅度主要在0.6℃～1℃(圖1B區(qū))。作為歐亞內(nèi)陸海的地中海和黑海在1940—2015年間其水溫也升高明顯，尤其是地中海，存在3個(gè)主要的升溫帶，即東部、西部和中部，升溫幅度均維持在0.8℃～1℃，而黑海的升溫幅度相對較小(圖1C區(qū))。

圖1 1940—2015年間絲路海區(qū)海表 溫度的線性變化量(單位：℃)

總體上，絲路海區(qū)海表溫度均出現(xiàn)升溫，上升幅度顯著，值得關(guān)注的是，我國東部沿海，緬甸、越南、阿曼、斯里蘭卡和索馬里等地區(qū)的沿海海表溫度上升明顯。赤道印度洋和熱帶西太平洋的大幅升溫會(huì)通過海氣相互作用等過程引起相關(guān)的海洋和氣象災(zāi)害。尤其是，足夠暖的海表溫度對熱帶氣旋的發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要[3]，進(jìn)而會(huì)嚴(yán)重影響海上航線運(yùn)輸乃至航運(yùn)的安全。

海平面是氣候影響海洋的主要表征指標(biāo)，海平面變化主要受制于海水的體積變化和質(zhì)量變化兩個(gè)方面。其中，引起海水質(zhì)量變化的主要原因是氣候變暖導(dǎo)致的陸地冰(包括陸地冰川、格陵蘭島和南極冰蓋)的融化。而海水的比容效應(yīng)則是影響海水體積變化的主要因素。全球變暖背景下，海洋的增溫是比容變化的主要貢獻(xiàn)者。IPCC第五次評估報(bào)告指出，與海水增溫相對應(yīng)的熱比容效應(yīng)導(dǎo)致了海平面上升。除了海表溫度的升高，1971—2010年全球海洋上層700 m海水在增暖，該時(shí)段由上層700 m海水引起的海平面上升速率為0.6(0.4～0.8)mm/a，占同期全球平均海平面上升速率的30%。而自1990年代中期后絲路海區(qū)(主要包括西北太平洋和北印度洋)海洋上層700 m熱含量呈現(xiàn)顯著增加(圖2)。根據(jù)驗(yàn)潮站以及衛(wèi)星高度計(jì)資料的最新結(jié)果，全球平均海平面1993—2012年間上升速率為3.2(2.8～3.6)mm/a，其中，海水熱比容引起的海平面上升速率為1.1(0.8～1.4)mm/a[3]。

圖2 絲路主要海區(qū)海洋上層(0～700 m) 熱含量異常變化

鑒于氣候變暖背景下熱比容海平面對總體海平面上升的重要貢獻(xiàn)，本文基于再分析數(shù)據(jù)揭示出1955—2015年海洋上層(0～700 m)熱比容海平面的季節(jié)演變主模態(tài)(圖3)。一般的，西太平洋海平面的上升速率大于全球平均海平面上升速率，分析表明這可能與1990年后信風(fēng)風(fēng)應(yīng)力的增強(qiáng)有關(guān)[4]。值得關(guān)注的是，中南半島東、西海岸和澳大利亞西海岸以及我國近海沿岸熱比容海平面上升明顯。針對我國近海沿岸，春季、夏季和秋季主要以南海近岸熱比容海平面上升為主，而冬季，則以東中國海沿海熱比容海平面上升為主，這在不同季節(jié)沿?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)等經(jīng)濟(jì)發(fā)展活動(dòng)中不容忽視。

圖3 絲路海區(qū)海洋上層(0～700 m)熱比容 海平面季節(jié)演變主模態(tài)(無量綱特征值)

IPCC第五次氣候變化評估報(bào)告指出，氣候變暖背景下海平面上升可以導(dǎo)致沿海洪水、風(fēng)暴潮等高水位事件，危害人們的生活生產(chǎn)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。研究顯示，即使風(fēng)暴的強(qiáng)度沒有變化，在海平面上升的背景下，極端高水位事件的頻率和強(qiáng)度仍舊是上升的[3]。圖3的分析結(jié)果表明，我國東南沿海、孟加拉灣北部沿海，緬甸和老撾西部沿海以及地中海西部是發(fā)生高水位事件的顯著區(qū)域。風(fēng)暴增水形成的極端高水位事件對“21世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展可能造成較大影響。

3 絲路主要海區(qū)災(zāi)害性熱帶氣旋變化和風(fēng)險(xiǎn)分析

熱帶氣旋生成于熱帶或副熱帶海洋上，陸地東岸更集中些,主要與這里是暖流有關(guān)。它是伴有狂風(fēng)暴雨的大氣漩渦，在北半球沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，在南半球沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。伴隨熱帶氣旋而來的強(qiáng)烈天氣變化主要有狂風(fēng)、暴雨、巨浪、風(fēng)暴潮和龍卷風(fēng)等。熱帶氣旋按等級包括熱帶低壓、熱帶風(fēng)暴、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。熱帶氣旋只有發(fā)生在北太平洋西部(國際日期變更線以西，包括南海)洋面上并達(dá)到一定級別時(shí)才稱為“臺(tái)風(fēng)”，如發(fā)生在大西洋或北太平洋東部，則稱為“颶風(fēng)”。據(jù)1970—1995年的歷史資料統(tǒng)計(jì)表明，全球每年平均約有86個(gè)熱帶氣旋發(fā)生，其中47個(gè)達(dá)到臺(tái)風(fēng)級別，20個(gè)達(dá)到強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級別。全球的熱帶氣旋源地一般包括七大海區(qū)[5]。絲路海域主要有3個(gè)熱帶氣旋發(fā)生區(qū)：①西北太平洋海域包括南海，這里也是全年各月都可能有臺(tái)風(fēng)發(fā)生的唯一地區(qū)；②北印度洋，包括孟加拉灣和阿拉伯海，主要在孟加拉灣生成；③北大西洋。由于北大西洋暖流的存在，暖水層可以向北拓展至高緯度的地方，超級颶風(fēng)易在暖流區(qū)達(dá)到最強(qiáng)，并可以到達(dá)比較高緯度地區(qū)。

西北太平洋作為“21世紀(jì)海上絲綢之路”起點(diǎn)所在海域，弄清其災(zāi)害性熱帶氣旋的發(fā)生頻次、路徑等氣候特征及變化是保障我國“21世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)的重要前提之一。根據(jù)熱帶氣旋的等級，如非特別說明，文中主要分析風(fēng)暴以上等級的災(zāi)害性熱帶氣旋變化特征。數(shù)據(jù)分析表明，1950—2016年間西北太平洋每年平均熱帶風(fēng)暴發(fā)生總數(shù)約為27次，年最少熱帶風(fēng)暴發(fā)生頻次14次，每年最多熱帶風(fēng)暴次數(shù)39次，年較差很大；臺(tái)風(fēng)次數(shù)每年平均約為16次，每年最多和最少臺(tái)風(fēng)次數(shù)分別為26次和5次，每年發(fā)生超級臺(tái)風(fēng)次數(shù)平均約為5次，最多的為每年11次。從發(fā)生的頻次上看，各類災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)發(fā)生頻次的年較差很大。同時(shí)，也存在著明顯的年際和年代際變化。值得關(guān)注的是，幾十年來西北太平洋每年發(fā)生臺(tái)風(fēng)次數(shù)略呈下降趨勢，而超級臺(tái)風(fēng)次數(shù)自1970年代中期后呈增加趨勢(圖4(a))。在北印度洋海域，各類災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)發(fā)生的變率和趨勢均比較相似，從熱帶風(fēng)暴發(fā)生頻次的變化看，1950—2016年間北印度洋每年平均熱帶風(fēng)暴總數(shù)約為8次，年最少熱帶風(fēng)暴發(fā)生頻次為1次，每年最多熱帶風(fēng)暴次數(shù)17次，年較差也很大，同時(shí)，1950—2016年間熱帶風(fēng)暴20年左右的年代際的變化明顯；自1990年代以來，臺(tái)風(fēng)和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)次數(shù)平均每年各約1次，從發(fā)生趨勢上看發(fā)生頻次有所降低(圖4(b))。然而，其未來的變化趨勢仍有較大不確定性。在北大西洋海域，1950—2016年間北印度洋熱帶風(fēng)暴年平均發(fā)生總數(shù)約為11次，年最少熱帶風(fēng)暴發(fā)生頻次為4次，每年最多熱帶風(fēng)暴次數(shù)28次，有很大的年較差，其中，1950—2016年間颶風(fēng)每年平均發(fā)生約6次，其年際變化明顯；自1970年代中期至2000年代中期北大西洋海域熱帶風(fēng)暴和颶風(fēng)發(fā)生頻次均有明顯增加，2005年后則呈現(xiàn)減少趨勢。另外，颶風(fēng)頻次的長期氣候趨勢不明顯(圖4(c))。

圖4 1950—2016年災(zāi)害性熱帶氣旋發(fā)生頻次的變化

為分析風(fēng)暴以上等級各災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)對“21世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)實(shí)施的可能影響，本研究對熱帶風(fēng)暴以上等級各災(zāi)害性熱帶氣旋的路徑進(jìn)行分析，以簡要探討其致災(zāi)的可能影響范圍和強(qiáng)度等。資料分析表明，西北太平洋熱帶風(fēng)暴等系統(tǒng)影響地區(qū)包括中國、菲律賓、韓國、日本、越南和泰國，其中也可以影響印度尼西亞及太平洋上各島，其影響范圍較固定。而且，10年際變化差異不明顯，只是其影響的北部范圍存在一定變化，似乎說明風(fēng)暴的強(qiáng)度和影響范圍可能存在10年際的差異，這有待進(jìn)一步分析。另外，分析發(fā)現(xiàn)，從20世紀(jì)70年代中后期，我國南海熱帶氣旋生成頻次明顯減少[6]，但強(qiáng)度似乎有所增加，圖5中顯示，南海熱帶風(fēng)暴等災(zāi)害性系統(tǒng)在20世紀(jì)80年代后還會(huì)時(shí)常影響孟加拉灣東部海域及其沿海地區(qū)(圖5)。

圖5 1940—2016年西北太平洋風(fēng)暴以上等級的 熱帶氣旋路徑分布十年際變化

中國是全球最多熱帶氣旋登陸沿海的國家之一。有關(guān)西北太平洋熱帶氣旋的生成以及在我國的登陸情況,利用80年代之后的熱帶氣旋資料統(tǒng)計(jì)表明[7]，6—10月登陸的熱帶氣旋數(shù)量占全年的90%以上,尤其在7—9月登陸我國的熱帶氣旋數(shù)量約占全年的80%,這3個(gè)月是登陸我國熱帶氣旋的高發(fā)期,其中8月為登陸我國熱帶氣旋最多的月份。本研究關(guān)注熱帶風(fēng)暴以上等級災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)的影響,同時(shí)，鑒于海上絲綢之路的起點(diǎn)海域主要位于福建沿海，因此，這里大致以廈門(118.1°E，24.5°N)為界，統(tǒng)計(jì)風(fēng)暴以上等級熱帶氣旋系統(tǒng)路徑分布和影響范圍,比較而言，1940—2016年，西北太平洋熱帶風(fēng)暴以上等級各系統(tǒng)主要影響廈門以南沿海地區(qū)，且其災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)規(guī)律較不明顯(圖略)。而廈門以北地區(qū)有較明顯變化，風(fēng)暴以上等級的熱帶氣旋登陸分布和影響范圍存在明顯的約20年左右趨勢變化特征，這與前面的分析結(jié)果吻合。即1960—1980年主要呈向北擴(kuò)展推進(jìn)趨勢，而1980—2000年則向南(廈門)集中推進(jìn)的趨勢尤為明顯，隨后近20年則又向北推進(jìn)(圖6)。值得注意的是，這種影響臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑的大尺度引導(dǎo)氣流的變化與某些全球變暖數(shù)值試驗(yàn)基本一致[8]。Emanuel[9]認(rèn)為熱帶氣旋的潛在破壞力(包括熱帶氣旋的強(qiáng)度、維持時(shí)間和頻率)，與熱帶地區(qū)海平面高度和全球變暖有著莫大關(guān)系。并預(yù)計(jì)，在21世紀(jì)熱帶氣旋所造成的損失會(huì)大幅增加。有研究顯示，自20世紀(jì)80年代起登陸廈門以北的臺(tái)風(fēng)增多，并且強(qiáng)度加強(qiáng)[7]。同時(shí)，也有文章指出，過去10年除北大西洋外，其他海域熱帶氣旋出現(xiàn)的次數(shù)均有所減少，但達(dá)到四級或五級颶風(fēng)強(qiáng)度的熱帶氣旋數(shù)目則大量增加[10]。2010年后廈門以北風(fēng)暴以上等級的熱帶氣旋登陸點(diǎn)尤其呈現(xiàn)出向南推進(jìn)的趨勢，加之氣候影響下熱帶氣旋的強(qiáng)度有可能加大，其很可能對廈門附近地區(qū)造成更大影響(圖6)。就在2016年9月15日凌晨3:05，本年度14號臺(tái)風(fēng) “莫蘭蒂”在廈門市翔安區(qū)登陸，這是2016年全球海域最強(qiáng)的風(fēng)暴，也是1949年以來登陸閩南最大臺(tái)風(fēng)，創(chuàng)下有氣象記錄以來的新高。廈門市受到重創(chuàng)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失?；陲L(fēng)暴以上等級各災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)登陸路徑分布和影響范圍的年代際變化和趨勢特征，未來20年其影響范圍可能主要趨于向廈門以北沿海地區(qū)遷移推進(jìn)，這可能會(huì)在一定程度上有利于我國海上絲路建設(shè)的順利開展和實(shí)施。

圖6 1940—2016年西北太平洋風(fēng)暴以上等級 災(zāi)害性熱帶氣旋登陸廈門以北沿海路徑分布

近幾十年來，北印度洋熱帶風(fēng)暴等災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)路徑的變化比較明顯。主要影響印度、孟加拉、斯里蘭卡、泰國、緬甸和巴基斯坦等國，但1980年后其影響范圍逐步向西部和南部擴(kuò)展，時(shí)常還會(huì)影響索馬里半島(圖7)。

圖7 1940—2016年北印度洋風(fēng)暴以上等級災(zāi)害性 熱帶氣旋路徑分布十年際變化

北大西洋熱帶風(fēng)暴以上等級各災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)一般影響非洲西北部和地中海西部沿海。尤其1990年后更顯頻繁(圖8)。有研究指出[8]，1970年后北大西洋的颶風(fēng)頻次和強(qiáng)度都在增加，強(qiáng)的颶風(fēng)可引起沿海區(qū)域發(fā)生風(fēng)暴潮，嚴(yán)重影響沿海地區(qū)的安全。如果未來趨勢保持增加，這對非洲北部和地中海西部沿海具有較大威脅(圖8)。該研究還指出，颶風(fēng)活動(dòng)(PDI，熱帶氣旋的破壞力指數(shù))與海表面溫度有較強(qiáng)的相關(guān)，然而有關(guān)氣候變化背景下全球各區(qū)域熱帶氣旋的強(qiáng)度變化仍有較大爭論，尚需進(jìn)一步分析研究。

圖8 1940—2016年北大西洋風(fēng)暴以上等級 災(zāi)害性熱帶氣旋路徑分布十年際變化

4 “21世紀(jì)海上絲綢之路”海洋環(huán)境和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)及安全對策探討

在經(jīng)濟(jì)全球化、區(qū)域一體化的背景下，海洋日益成為各國經(jīng)濟(jì)資源流動(dòng)的重要通道。歷史上的海上絲綢之路有3條航線，分別為東海航線、南海航線和美洲航線?！?1 世紀(jì)海上絲綢之路”的構(gòu)建主要圍繞著南海航線展開，它跨越我國南海、北印度洋以及地中海和黑海等海域，所涉及的國家包括東盟十國，南亞的印度、巴基斯坦、斯里蘭卡、馬爾代夫，西亞和北非的阿拉伯聯(lián)盟等。

分析表明，氣候變化背景下，絲路海區(qū)的海洋環(huán)境關(guān)鍵要素，主要是海表面溫度，已發(fā)生了顯著的變化，絕大部分海域已明顯升溫，1940—2015年間升溫幅度為0.6℃～1.2℃，尤其是我國的東海海域、赤道印度洋和地中海等海域，由于海洋熱比容效應(yīng)，各海域的海平面上升明顯，并可能導(dǎo)致沿海洪水、風(fēng)暴潮等高水位事件。同時(shí)，海洋增暖背景下，災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)也發(fā)生了一定變化，其中強(qiáng)的熱帶氣旋災(zāi)害有可能增加，其影響范圍和造成的損失也會(huì)增加。熱帶氣旋作為一種破壞力很強(qiáng)的災(zāi)害性天氣系統(tǒng)，沿海地區(qū)對其的破壞尤其脆弱。加強(qiáng)對它的監(jiān)測和預(yù)報(bào)，根據(jù)所得到的各種資料，分析熱帶氣旋的動(dòng)向，登陸的地點(diǎn)和時(shí)間，及時(shí)發(fā)布熱帶氣旋預(yù)報(bào)或緊急警報(bào)，是減輕熱帶氣旋災(zāi)害的重要措施。其中風(fēng)暴以上等級各災(zāi)害性熱帶氣旋路徑預(yù)報(bào)是海洋減災(zāi)防災(zāi)和環(huán)境安全保障研究的核心。

從氣候變化應(yīng)對以及海洋減災(zāi)防災(zāi)和海洋環(huán)境安全考慮，為保障海上航線和沿岸設(shè)施事務(wù)安全，進(jìn)而為“21世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航，提出以下幾點(diǎn)措施建議。

南海是21世紀(jì)海上絲綢之路的重要源頭海域。應(yīng)重點(diǎn)開展主要海區(qū)，如南海、赤道印度洋海洋環(huán)境國際聯(lián)合監(jiān)測，提高海洋環(huán)境和海洋氣象災(zāi)害災(zāi)情分析評估、預(yù)測及預(yù)報(bào)技術(shù)，以及提高氣候變化下聯(lián)合致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)理論、方法和技術(shù)水平。

建設(shè)區(qū)域海洋觀測預(yù)警減災(zāi)與搜救系統(tǒng)，逐步構(gòu)建“21世紀(jì)海上絲綢之路”海洋環(huán)境和氣象災(zāi)害安全和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

進(jìn)一步開展海洋領(lǐng)域氣候變化研究與合作。穩(wěn)步推進(jìn)包括海洋環(huán)境與氣候變化、海洋災(zāi)害和減災(zāi)防災(zāi)以及航道安全和海上搜救等在內(nèi)的海上合作與交流，加強(qiáng)海上互聯(lián)互通和海上公共服務(wù)。其中，東盟是推進(jìn)“21 世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)的重中之重，做好東盟范圍內(nèi)的“21 世紀(jì)海上絲綢之路”在海洋方面的合作會(huì)對其他部分的推進(jìn)產(chǎn)生巨大的示范效應(yīng)。

5 結(jié)論

“海上絲綢之路”是我國古代東西方商業(yè)貿(mào)易和文化交流的重要海上通道，曾為中華文明走向世界做出過重要貢獻(xiàn)。建設(shè)“21 世紀(jì)海上絲綢之路”，將賦予“海上絲綢之路”在全球政治、貿(mào)易格局不斷變化的時(shí)代內(nèi)涵，是中國連接世界的新型貿(mào)易之路。構(gòu)建“21世紀(jì)海上絲綢之路”涉及的內(nèi)容眾多，“五通”是“一路一帶”戰(zhàn)略首次提出時(shí)的核心內(nèi)容，其中的道路連通、貿(mào)易暢通更是構(gòu)建“21 世紀(jì)海上絲綢之路”的關(guān)鍵和重點(diǎn)，主要包括海上港口互聯(lián)互通，港口與腹地互聯(lián)互通，陸上鐵路、公路互聯(lián)互通，空中航線互聯(lián)互通，通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，能源管道互聯(lián)互通。道路連通和貿(mào)易暢通的海上安全保障必然要求我們不斷深入了解絲路海區(qū)的海洋環(huán)境和海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，尤其是氣候變化下，關(guān)鍵海洋環(huán)境要素的氣候變化特征規(guī)律以及嚴(yán)重的海洋氣象致災(zāi)系統(tǒng)帶來的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)變化，為實(shí)現(xiàn)“21 世紀(jì)海上絲綢之路”的“五通”提供必要的海洋環(huán)境安全保障和科技支撐。由于氣候變化影響的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是引起環(huán)境要素的熱力變化并通過氣候系統(tǒng)內(nèi)外相互作用出現(xiàn)較大程度的異常調(diào)整，進(jìn)而導(dǎo)致災(zāi)害性氣候事件頻發(fā)或突發(fā)，因此，本研究分析了氣候變化背景下“21 世紀(jì)海上絲綢之路”主要海區(qū)海表溫度和熱比容海平面的變化特征，以及風(fēng)暴以上等級各類災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)發(fā)生頻次和路徑分布特征，根據(jù)絲路海區(qū)關(guān)鍵海洋環(huán)境要素的氣候變化特征、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)變化及可能影響，探討了海洋領(lǐng)域在建設(shè)“21 世紀(jì)海上絲綢之路”的過程中應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)問題和主要措施。得到的結(jié)論如下。

(1)氣候變化影響下，21世紀(jì)海上絲路主要海區(qū)的海水升溫顯著，受熱比容效應(yīng)影響，絲路海區(qū)海平面上升明顯，隨著海平面的上升，沿海洪水、風(fēng)暴潮等高水位事件發(fā)生頻次有可能增加，進(jìn)而對港口建設(shè)和航線通暢造成較大影響。

(2)海洋變暖背景下，與之相聯(lián)系的各海洋氣象要素變化和海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)有可能進(jìn)一步加大。其中，強(qiáng)的熱帶氣旋發(fā)生頻次和登陸密集度(一般指登陸地點(diǎn)、時(shí)間和強(qiáng)度等級等的集中程度)有可能增加，隨后將帶來更大的影響和損失。未來20年，登陸中國大陸沿海的風(fēng)暴以上等級各災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)向廈門以北沿海地區(qū)遷移推進(jìn)的趨勢明顯；同時(shí)，北印度洋風(fēng)暴等災(zāi)害性熱帶氣旋系統(tǒng)的影響范圍也存在向西和南部擴(kuò)展趨勢，以至經(jīng)常影響阿拉伯半島和索馬里半島；而地中海西部海岸，在北大西洋颶風(fēng)活動(dòng)頻次和強(qiáng)度增強(qiáng)的情景下，未來有可能存在風(fēng)暴潮的威脅。

為順利實(shí)施“21 世紀(jì)海上絲綢之路”國家戰(zhàn)略，保障其建設(shè)可持續(xù)發(fā)展，在海洋領(lǐng)域有必要加強(qiáng)開展氣候變化和海洋以及海洋環(huán)境災(zāi)害安全方面的基礎(chǔ)應(yīng)用研究[11]，尤其是通過監(jiān)測進(jìn)行系統(tǒng)分析評估和未來情景的預(yù)估和預(yù)報(bào)，并積極采取國際合作等方式，提高應(yīng)對氣候變化和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的科技能力和政府決策力，特別是在海洋領(lǐng)域的科技支撐和保障服務(wù)方面，為“21 世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)提供有利的海洋環(huán)境安全保障。

[1] HOEGH-GULDBERG O，CAI R S，POLOCZANSKA E S，et al.The ocean In：climate change 2014：impacts，adaptation，and vulnerability.Part B：regional aspects.Contribution of working group II to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change[M].Cambridge，United Kingdom and New York，NY，USA：Cambridge University Press，2014:1655-1731.

[2] 齊慶華，蔡榕碩.21世紀(jì)海上絲綢之路海表溫度異常與氣候變率的相關(guān)性初探[J].海洋開發(fā)與管理,2017，34(4)：41-49.

[3] STOCKER T F，QIN D，PLATTNER G K，et al.Climate Change 2013：The physical science basis.Contribution of working group I to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change[M].Cambridge，United Kingdom and New York，NY，USA：Cambridge University Press，2013：1535.

[4] MERRIFIELD M A.A shift in western tropical Pacific sea level trends during the 1990s[J].Journal of Climate，2011，24：4126-4138.

[5] WIKIPEDIA.Tropical cyclone[DB/OL].(2016-03-02)[2016-06-03].https://en.wikipedia.org/wiki/Tropical_cyclone,2016-03-02.

[6] 馮濤，黃榮輝，陳光華，等.近年來關(guān)于西北太平洋熱帶氣旋和臺(tái)風(fēng)活動(dòng)的氣候?qū)W研究進(jìn)展[J].大氣科學(xué)，2013，37(2)：364-382.

[7] 王磊，陳光華，黃榮輝.近30 a登陸我國的西北太平洋熱帶氣旋活動(dòng)的時(shí)空變化特征[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，32(2):182-188.

[8] WU L G，WANG B..Assessing impacts of global warming on tropical cyclone tracks[J].Journal of Climate，2004，17：1686-1698.

[9] EMANUEL K A.Increasing destructiveness of tropical cyclones over the past 30 years[J].Nature，2005，436：686-688.

[10] WEBSTER P J，HOLLAND G J，CURRY J A，et al.Changes in tropical cyclone number，duration，and intensity in a warming environment[J].Science，2005，309(5742)：1844-1846.

[11] 蔡榕碩,齊慶華.氣候變化與全球海洋:影響、適應(yīng)和脆弱性評估之解讀[J].氣候變化研究進(jìn)展，2014，10(3)：185-190.

The Climate Changes of Marine Environment and Storm Risk on the 21st Century Maritime Silk Road

QI Qinghua1，2，CAI Rongshuo1，2

(1.Third Institute of Oceanography，SOA，Xiamen 361005，China;2.Key Laboratory of Global Change and Marine-Atmospheric Chemistry，SOA，Xiamen 361005，China)

Marine environment security is the important guarantee for the construction of 21st Century Maritime Silk Road (MSR).This paper briefly analyzed the characteristics of climate change in dominant sea environment elements and tropical cyclone disasters on MSR，and discussed their potential impaction and risk.Some suggestions on observations and basic research were put forward for the marine environment security.The analysis showed that，under the background of climate change，ocean warming and sea level rise obviously prevailed in the main sea area of MSR，associated with the increase of coastal flooding and storm surge frequency，which may largely impact on the port construction and unobstructed navigation.From 1940 to 2016，the northwestern Pacific storm disasters mainly landed on and affected coastal area south of Xiamen city.Since the 1980s，the tropical storms in the South China Sea had a tendency to expand into the surrounding areas of the Bay of Bengal.Storm disasters landing on the north of Xiamen were subject to tendency changes of about 20 years，and recently tended to land southward.Based on this，in the next 20 years，landing path and influence scope of storm disasters are very likely to give priority to northward migration，which may to some extent，conducive to the implementation of the construction on MSR in China.However，with high degree of landing aggregation，strong tropical cyclone frequency under climate change is likely to increase，which can bring a greater impact and losses.In addition，the influence of the northern Indian Ocean storm disaster will expand westward and southward，so that often affect the Arabian Peninsula and Somalia Peninsula.The west coastal of the Mediterranean Sea，in the frequency and strength enhancement scenario of north Atlantic hurricane activity，may face higher threat of storm surge.In the future，observations and basic research on the climate change and marine environment disaster risk should be strengthened，to improve the level of maritime environment security of the 21st Century Maritime Silk Road.

21st Century Maritime Silk Road，Sea surface temperature，Thermosteric sea level，Tropical cyclone，Marine environment and security

2016-08-08；

2017-03-24

中國清潔生產(chǎn)發(fā)展機(jī)制基金項(xiàng)目(2014112);福建省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(2017J01076)；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“全球變化及應(yīng)對”重點(diǎn)專項(xiàng)(2017YFA0604900)；國家海洋局第三海洋研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(海三科20015030).

齊慶華，助理研究員，博士，研究方向?yàn)楹ｊ憵庀嗷プ饔门c氣候、環(huán)境變化及災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析評估與適應(yīng)對策，電子信箱：qqh_2002@163.com

P76

A

1005-9857(2017)05-0067-09