海平面上升会让日本九成沙滩消失？港口、地下水、风暴潮风险与海岸防护

海平面上升为何发生——热膨胀与冰的融化

我们常听到“冰融化后海水会增加”这样的解释,但这只说对了一半。据IPCC第六次评估报告（AR6）,目前观测到的海平面上升,其主要推动力是“海水本身的热膨胀”与“陆地冰盖・冰川的融化”这两大支柱。变暖的海洋仅因水温上升,体积便会膨胀。就像给泳池加热后水位会略微上升一样的现象,如今正在地球规模上发生。

另一个因素——冰的融化,是指覆盖格陵兰、南极大陆的厚重冰盖,以及世界各地的高山冰川融化后流入海洋,从而增加海水量。IPCC AR6指出,在2006～2018年的海平面上升中,冰盖与冰川的减少已成为主要因素,这说明原因的重心正从“热膨胀”转向“陆地冰的消失”。

全球平均110年上升0.2米,且速度正在加快

IPCC AR6报告称,1901至2018年间,全球平均海平面上升了约0.20米。值得注意的是,这一速度并非恒定,而是正在加快。1971至2018年的平均速度为每年2.3毫米,而2006至2018年则加快至每年3.7毫米。换算下来,短短半个世纪,上升速度已提高了1.5倍以上。

此外,IPCC明确指出,“至少自1971年以来观测到的海平面上升,人类活动是主要原因的可能性非常高”。海平面上升已无法仅用自然波动来解释,而是与我们排放的温室气体密切相关的现象。关于海水温度上升如何改变洋流,可参阅海水温度上升如何改变洋流一文,内容更为详尽。

潮汐涨落与海平面上升是两回事

每天反复出现的潮汐涨落,是由月球与太阳引力引起的短期变动,平均而言是一涨一落的往复运动。而由全球变暖引起的海平面上升,则是使平均水位本身逐年抬高的不可逆的长期趋势。即便潮汐规律不变,只要作为基准的平均海平面上升,满潮时的水位便会更高,风暴潮与巨浪也更容易到达陆地。

也就是说,海平面上升真正令人担忧之处在于,平均水位仅仅上升数十厘米,就会大幅“抬高”极端风暴潮与巨浪造成的灾害。这种“抬高效应”,正是后文将要探讨的沙滩消失与浸水风险背后的根本机制。

即便停止排放,海平面上升仍会持续一段时间

海平面上升还有另一个棘手的特征,那就是它“滞后生效”的性质。海洋会缓慢地储存巨大的热量,冰盖也需要漫长的时间才能融化。因此,即便现在立刻将温室气体排放降为零,由于此前已储存的热量以及仍在持续融化的冰,海平面预计此后仍将在数百年乃至数千年间持续上升。IPCC将此称为“已经注定（committed）的海平面上升”。

这一事实极大地规定了我们应对的方式。若是气温上升,一旦停止排放便能相对较快地趋于稳定,但海平面上升一旦启动,便难以轻易停止。正因如此,我们需要同时开展两项工作：通过减排（减缓对策）尽可能缩小未来的上升幅度,以及为已经无法避免的上升做好准备的适应对策（海岸防护）。

此外,海平面上升的速度与幅度在世界各地并不相同。洋流、地面的升降,以及海水温度的分布,都会造成各地区上升情况的差异。对于像日本这样受复杂洋流与地壳变动影响的沿岸地区而言,除了参考全球平均值之外,基于本国观测数据来预估未来是不可或缺的。

日本的海面上升了多少——观测数据展现的现实

如果只用“全球整体平均值”来谈论海平面上升,难免会让人感觉事不关己。然而,若聚焦日本沿岸的观测数据便会发现,上升其实已经在我们脚下悄然推进。日本气象厅在全国各地的验潮站持续记录海平面水位已超过100年,这些积累的数据揭示出日本特有的趋势。

日本沿岸正以每年3.4毫米的速度上升

据日本气象厅统计,2004至2024年间,日本沿岸的平均海平面以每年约3.4毫米的速度上升（该数值已对验潮站的地面升降进行了修正）。这一速度与同期全球平均速度（每年约3.7毫米）基本相当。乍看之下几毫米似乎微不足道,但20年累积下来约为7厘米,100年则会超过30厘米。

重要的是,日本沿岸的海平面自1906年以来的长期记录中,叠加着周期为10至20年的自然波动。因此短期内会出现起伏,但自20世纪80年代以来出现了明显的上升趋势,2020年更创下有统计以来的最高纪录。即便扣除自然波动的起伏,确凿的上升趋势依然清晰可见。

顺带一提,准确测量日本沿岸的海平面水位并非易事。由于日本列岛因地震及地壳变动而使地面本身升降,验潮站测得的水位会将“海平面上升了”与“陆地下沉（或上升）了”混杂在一起。为此,日本气象厅通过配备GPS的验潮站精确测量地面的升降变动,并对其进行修正,从而计算出海平面本身的净上升量。每年3.4毫米这一数字,正是经过这类修正后具有较高可信度的数值。

除了这些沿岸验潮站之外,自20世纪90年代起,卫星海面观测也已全面展开。卫星能从太空精确测量与海面之间的距离,可以面状地把握包括外洋在内的全球海平面变化。地面验潮站与卫星这两种相互独立的观测手段,都呈现出相同的上升趋势,这印证了海平面上升并非观测误差,而是确凿的现实。多种证据相互印证——这正是科学可信度的依据。

预计2100年将上升0.40至0.68米

那么,今后海平面还会上升多少呢？日本气象厅最新报告《日本气候变化2025》,按不同温室气体排放情景对日本沿岸的海平面上升进行了预测。据此,即便是符合《巴黎协定》目标的低排放情景（SSP1-2.6）,本世纪末也将上升约0.40米;而对策进展迟缓的高排放情景（SSP5-8.5）,预计将上升约0.68米（全球平均值分别为0.44米与0.77米）。

近期未来也并非与我们无关。该报告预测,到2031至2050年,无论何种情景,海平面均将上升约0.17至0.19米。也就是说,到本世纪中叶——也就是如今的孩子们成年之时,海平面很可能已经上升了近20厘米。在这一阶段,不同排放情景之间的差异尚不明显,但越到本世纪后半段,“选择哪种情景”所带来的差异就越大。我们现在的选择,将左右数十年后海面的高度。

你或许会觉得,“0.68米不也还不到1米吗”。然而正如前一章所述,在沙滩这类坡度平缓的地形上,垂直方向数十厘米的上升,会转化为水平方向数十米规模的后退。此外,当这一平均海平面的上升与风暴潮、巨浪叠加时,灾害并非简单的加法运算,而是会以海水是否越过堤防这一“临界点”为界限骤然跳升。数十厘米,绝非一个可以忽视的数字。

在把日本这数十厘米的数字视为“还算好的”之前,有必要放眼世界。在图瓦卢、基里巴斯等太平洋海拔较低的岛国,同样的海平面上升会直接导致国土本身被淹没,失去家园的“气候难民”正逐渐成为现实的课题。海平面上升是全球共同面对的威胁,排放量较大的发达国家的行动,左右着遥远岛国的命运。日本既是受害的一方,同时也对全球海平面上升负有责任。

沙滩正在消失——“上升1米损失九成”意味着什么

在海平面上升带来的诸多影响中,对日本而言最具象征意义的当属沙滩的消失。据环境省估算,若海平面上升30厘米,全国沙滩约有一半可能消失；上升1米,则约九成可能消失。正如前一章所述,在高排放情景下,本世纪末预计将上升0.68米,最坏情况下升幅可能更大,因此这“九成消失”绝非不切实际的数字。

为何仅仅数十厘米的上升,就会让沙滩大幅减少

你或许会疑惑,“仅仅30厘米,为何就会消失一半？”这是因为沙滩坡度极为平缓,海平面即便只是略微垂直上升,水边线（波浪拍打的边界）也会在水平方向后退数倍之多。坡度越平缓,水位的些微上升就越会导致大面积沙滩的丧失。此外,海平面上升后,波浪的能量能够到达沙滩更深处,加速将泥沙冲向外海的侵蚀过程。

雪上加霜的是“泥沙供给不足”的问题。沙滩原本依靠河流搬运的泥沙一点点得到补给,依靠侵蚀与供给的平衡得以维持。然而,由于水坝和护岸的修建,来自河流的泥沙供给减少,许多海岸已经出现侵蚀占主导的局面。若再叠加海平面上升,沙滩便会来不及恢复,逐渐日渐消瘦。

事实上,日本沙滩的减少,在海平面上升真正加剧之前便已开始。全国各地的海岸都曾报告,昔日宽广的沙滩以数十米为单位后退,松林被海浪冲刷、海岸道路遭到侵蚀等事例。其原因大多在于泥沙供给的减少以及海岸构造物阻断了泥沙的流动,而今后随着海平面上升的叠加,侵蚀的速度预计将进一步加快。本已虚弱的沙滩,如今又叠加了海平面上升这一最后一击——这正是日本海岸所面临的现实。

沙滩是“消失便会带来困扰”的多功能基础设施

若只把沙滩当作单纯的旅游资源来看待,便会低估其消失所带来的严重性。沙滩是承接并削弱波浪能量的天然防波堤,一旦沙滩变薄,海浪便更容易直接冲击背后的堤防与居民区。从防灾的角度而言,沙滩本身就是第一道防线。

沙滩在生态系统方面同样十分重要。它是海龟的产卵地,沙中及潮间带栖息着多种多样的生物。沙滩一旦消失,这些生物的栖息地也会随之丧失。关于海龟保护的相关课题,也可参阅海洋保护区守护生态系统的机制一文。此外,海水浴与冲浪等旅游休闲活动是沿岸地区重要的收入来源,沙滩的消失直接关系到当地经济。

容易被忽视的是,沙滩变薄后,背后堤防所承受的负担也会随之增加。一旦作为缓冲地带的沙滩消失,海浪便会直接冲击堤防,削去堤防脚下的泥沙。这种情况持续发展,堤防本身就会变得不稳定,倒塌或溃决的风险随之上升。守护沙滩,其实也就是在守护堤防——沙滩与人工构造物并非相互对立,而是相互支撑、共同守护海岸的一体化防护体系。

IPCC AR6所引用的研究（Vousdoukas等人,2020年）估算,若不采取护岸等对策,到本世纪末,全球相当一部分沙滩将遭受严重侵蚀。即便是强力抑制变暖的情景（RCP4.5）,也约有36%的沙滩可能消失,而在对策进展迟缓的高排放情景（RCP8.5）下,约有50%——大约一半——的沙滩可能消失,沙滩在全球范围内都面临着共同的危机。白色的沙滩与青翠的松林——被称为“白砂青松”的日本原风景本身,正悄然面临着消失的危险。

风暴潮与浸水风险的上升——低于海平面地带的危机

海平面上升,并非仅仅会独自缓慢地淹没陆地。更为严重的是,当它与台风带来的风暴潮相结合时所展现出的破坏力。正如前一章所述,平均海平面一旦上升,风暴潮与巨浪造成的灾害就会被“抬高”,即便是规模相同的台风,海水也会涌得更高、更深入内陆。

集中于海拔零米地带的人口与资产

在日本三大湾——东京湾、伊势湾、大阪湾——沿岸,分布着地面低于满潮时海平面的“零米地带”（即低于朔望平均满潮位的地区）。这类低地大多是在经济高速增长时期,因过度抽取地下水而导致地面沉降形成的,一旦堤防被冲破,海水便不会自然退去,是极其危险的区域。

这一地带人口与资产高度集中。据内阁府等机构的研究,若海平面上升59厘米,三大湾零米地带的面积与人口预计均将增加约五成。海平面上升,正在使这一危险的低地本身不断扩大。

“百年一遇”变为“每年一遇”

IPCC AR6对极端海平面水位发生频率的变化,进行了深入评估。据此预测,过去百年一遇的极端风暴潮与高水位,到21世纪末,在许多沿岸地区将至少每年发生一次。也就是说,“罕见的灾害”将转变为“每年都要预设的情况”。

日本许多地方的风暴潮对策,都是以1959年伊势湾台风（死亡与失踪人数超过5000人）级别的风暴潮为标准而建设的。然而,这一标准并未纳入未来海平面上升的因素,堤防加高需要巨额费用与漫长的工期。在超出预期的风暴潮成为常态之前,防护标准本身亟需更新。

零米地带的可怕之处在于,一旦堤防被冲破,海水便不会自然退去。由于地面低于海平面,浸水只能依靠水泵排出,在此期间,居民将被困在被淹没的城镇之中。若这种情况发生在人口密集地区,便需要数十万人规模的避难,而要从低地一齐撤离,时间与路线都十分有限。内阁府之所以推进“大规模・广域避难”的研究,正是为了应对这种避难上的困难。

此外,气候变化还被指出与引发风暴潮的台风本身的增强有关。若海平面上升带来的“抬高”,再叠加更强台风带来的“加码”,灾害便会相乘扩大。关于海水温度上升如何改变台风与海洋环境,也可参阅海水温度与洋流变化一文。平均海平面、地面沉降、台风增强等多重因素朝着同一方向发挥作用,正是日本沿岸防灾工作艰难之所在。

长期的平均海平面上升,会抬高风暴潮与巨浪造成的影响,提高浸水灾害的风险。

——日本气象厅《日本气候变化2025》

已经成为现实的风暴潮浸水

风暴潮浸水并非未来的事,而是近年来已在各地成为现实。2018年台风21号,在大阪湾引发了观测史上最高级别的风暴潮,面朝大海而建的关西国际机场跑道被淹,被迫长期关闭。航站楼与电力设备被水淹没,大量旅客被困于机场内——这一事件让我们真切感受到,几乎与海平面齐平而建的沿岸基础设施,面对风暴潮是何等脆弱。

即便是在如今已经出现这类灾害的情况下,若再叠加今后数十厘米的海平面上升,后果不难想象——即便是规模相同的台风,浸水范围也会进一步扩大,过去被认为安全的地方,海水也可能到达。“过去的最坏情况”有可能变成“今后的常态威胁”——这种危机感,正在加速防灾规划的重新审视。

对港口与基础设施的影响——物流大动脉被淹没

日本作为一个绝大多数贸易依赖海运的海洋国家,港口是其经济的大动脉。这一大动脉如今正站在海平面上升的最前线。港口设施大多以贴近海平面的高度建造,因此平均海平面即便只上升数十厘米,码头的功能与安全余量也会直接受损。

港口的风险,并非只是在港口工作的人的问题。我们日常所食用的食物、燃料、衣物、电子产品等,大多依赖进口,其中绝大部分都要经由港口才能运抵国内。若主要港口因风暴潮或浸水而停摆哪怕数日,商店货架上的商品便会消失,工厂生产随之停摆,其影响将波及远离海洋的内陆生活。港口的浸水,会波及远离海洋的人们的生活——这正是海洋国家日本的一处软肋。

对码头、装卸作业、后方腹地的三重影响

海平面上升对港口的影响是多方面的。首先,码头顶端与海平面之间的余裕高度会减少,在风暴潮或巨浪来袭时,海水更容易越过码头。其次,若进行集装箱装卸的装卸作业区域及码头被淹,物流本身便会停摆。此外,若港口后方广阔的工业区与物流仓库遭到浸水,其影响将波及整个供应链。

• 码头、防波堤的余裕高度减少,越波・越流的风险随之上升
• 集装箱堆场及装卸机械被淹,装卸作业停摆
• 港口后方工业・物流据点浸水,经济活动大范围停滞
• 系泊与航行的安全标准不再适应未来的外力条件

国家已开始修订港口的设计标准

面对这一状况,国土交通省港湾局已开始全面着手应对。2024年4月,该局修订了“港湾设施技术标准”,转变方针,要求在防波堤、码头、护岸等的设计中,考虑未来预测的平均海平面上升及波高增加等外力因素。这是从以往“基于过去实绩的设计”向“纳入未来气候变化的设计”的转变。

此外,2025年4月,该局又公布了《应对气候变化的港湾设施设计事例集》,以具体案例的形式展示了纳入海平面上升与波高增加因素的具体设计方法。港口是需要持续使用数十年的基础设施,如今设计的设施在未来的海平面条件下是否仍能正常运作,正受到考验。

这一转变的背景在于,港口是需要持续使用数十年的长寿命基础设施。现在设计的防波堤与码头,即便在2050年、2080年的海平面条件下也必须正常发挥功能。若仅依赖过去的数据来建造,一旦建成,标准便可能已被现实所超越。正因如此,“提前预判未来海面进行设计”这一理念,即便会带来成本的增加,也已成为不可或缺的选择。此外,也在探讨并非一次性大规模改建,而是可根据未来的上升情况分阶段加高的“适应性”设计方案。

地下水盐化——在看不见的地方蔓延的“盐害”

海平面上升的影响,并不局限于肉眼可见的海岸线。在地表之下,也就是地下水之中,影响也在悄然蔓延。在沿岸地区,陆地一侧的淡水地下水,与从海洋渗入的咸水,一直在地下相互拉锯。海平面一旦上升,这一分界便会被推向内陆一侧,原本是淡水的地下水中开始混入盐分,即“盐水化（盐害）”随之加剧。

淡水与海水在地下的拉锯战

在沿岸地下,密度较轻的淡水位于上层,较重的咸水位于下层,越靠近海岸线,盐分浓度就越高。海平面一旦上升,咸水“楔形体”便会向陆地一侧深入侵入,推高水井及含水层的盐分浓度。在河流中,风暴潮或干旱期间,海水有时也会从河口逆流而上,盐分甚至可能到达取水地点。

威胁农业与饮用水

地下水一旦盐化,首先受到冲击的便是农业。含盐的地下水或灌溉用水一旦渗入农田,水稻、蔬菜等作物的生长便会受阻,产量随之下降。尤其是在海拔较低的沿岸农田及河口区域,与风暴潮引发的海水倒灌、浸水叠加后,受灾情况更容易扩大。在日本国内,有明海沿岸及大型河流的河口区域,也存在盐害方面的担忧。

在以地下水作为饮用水源的地区,自来水水源的确保本身也会动摇。一旦含水层盐化,要恢复为淡水需要漫长的时间,确保替代水源也需要成本。海平面上升,正给我们“喝什么、吃什么”这一生活根基蒙上阴影。

这种盐水化,不像沙滩消失或风暴潮那样以肉眼可见的形式出现,因而存在“等到察觉受灾时,情况往往已经相当严重”这一难题。井水变咸了、作物长势变差了——不少情况下,正是这些变化不断累积,人们才第一次意识到这是盐害所致。而且,一旦海水侵入含水层,若过度抽取地下水,反而会引入更多咸水,因此有必要重新审视地下水的使用方式本身。正因为这种影响低调而难以察觉,及早监测和采取对策显得尤为重要。

作为适应对策的海岸防护——如何守护沙滩与城镇

面对上述种种风险,我们并非只能袖手旁观。除了遏制变暖本身的“减缓对策（减排）”之外,应对已经出现的影响的“适应对策”也变得十分重要。海岸领域适应对策的核心,便是守护沙滩与城镇的“海岸防护”。国土交通省正在推进结合多种工法的综合防护。

这里需要注意的是,减缓对策与适应对策并非“二选一”,而是“两者都需要”。通过减缓对策减少排放,可以缩小未来海平面上升本身的幅度,但正如第一章所述,已经注定的上升无法避免。另一方面,若只依赖适应对策而不减排,上升便无法停止,无论堤防加高多少,终将无法追赶。“将未来的损失控制到何种程度”由减缓对策负责,“如何应对无法避免的部分”由适应对策负责——这种双管齐下是基本方针。关于海洋的碳吸收机制,也可参阅蓝碳与海洋的可能性一文作为参考。

守护并培育沙滩的工法

恢复变薄沙滩的代表性方法是“养滩”。这是一种向被侵蚀的海岸人工输送泥沙,以人为方式维护并再生沙滩的工法。与之相关的还有“泥沙旁路”,即人工重新连接因港口构造物等而中断的沿岸泥沙流动,通过将上游堆积的泥沙输送到下游,恢复沙滩的自然循环。

此外,还有削弱波浪本身的设施。设置于水边线外海的“离岸堤”,能够消减波浪、减少越浪,同时通过控制泥沙的移动来维持并恢复水边线。与其单独使用这些设施,不如将堤防、消波工与离岸堤、沙滩组合起来的“面状防护方式”,不仅在防灾方面,在环境与利用方面也被认为是更优的方式,正在得到推广。

近年来,不再仅仅依赖混凝土构造物,而是将沙滩、滩涂、红树林等自然力量用于防灾的“绿色基础设施”理念也备受关注。健康的沙滩与湿地不仅能够缓和波浪,还能成为生物的栖息地,并发挥储存二氧化碳的作用。将人工构造物与自然缓冲带巧妙结合,兼顾防灾、环境与景观、打造韧性海岸的动向正在扩大。防护方式本身,如今正被大幅重新审视。

堤防加高与港口标准的修订

作为应对风暴潮与浸水的直接手段,堤防加高是最直接的措施。不过如前所述,日本的许多堤防并未考虑未来的海平面上升,因此需要将上升幅度纳入标准并加以更新,从优先级较高的区段开始逐步加固。在港口领域,已经通过修订设计标准、公布设计事例集等形式,以未来外力为前提的设施建设已经开始启动。

不仅是“守护”,也需要“明智地后退”

海岸防护并非万能。堤防加高需要巨额费用与持续的维护管理,以同一水准持续守护所有海岸,在有些情况下并不现实。因此,在全球范围内,除了防护（Protect）之外,通过调整土地利用来减少损失的顺应（Accommodate）,以及从危险低地有计划撤离的撤退（Retreat）,根据各地实际情况加以组合的思路正在扩展。哪里应当守护、哪里应当明智地后退——这需要从长期视角出发,凝聚共识。

这样的选择,并非仅凭专家或行政部门便能决定。只有在世代居住、工作、生活于这片土地的人们达成共识的前提下,防护设施的建设、土地利用的调整,以及搬迁,才能真正推进。正因如此,让更多人正确理解海平面上升这一现象,并将自己所在地区的风险视为“自己的事”来思考,才是一切对策的基础。海洋环境问题彼此关联,若能结合海洋酸化与珊瑚危机等其他主题一并学习,便能更立体地看清整个海洋的变化。

应对海平面上升,并非仅靠防护技术就能完结。只有将减排这一根本对策、各地区“防护・顺应・撤退”的组合,以及每一个人的理解结合在一起,才能将沙滩与城镇交给下一代。关于全球变暖对渔业的影响,也可参阅变暖改变的日本渔业一文作为参考。

适应对策需要花费很长时间。堤防加高、沙滩再生、从危险低地搬迁,从规划到完成都需要以数十年为单位推进。正因为海平面上升是缓慢发生的,现在行动起来仍有许多对策来得及实施,而拖延得越久,选项就会越少,成本也会越高。“现在还没关系”不如“趁现在”——这种时间意识,或许正是面对海平面上升这一长期课题时最重要的视角。

总结——为静悄悄逼近的海平面上升,从现在开始做好准备

海平面上升,并非只是遥远南方岛屿的事。日本沿岸的海平面已经以每年约3.4毫米的速度上升,预计到2100年最多将上升0.68米,最坏情况下升幅可能更大。其影响以沙滩消失、风暴潮与浸水加剧、港口功能下降、地下水盐化等形式,直接关系到我们的防灾、经济,以及饮食与用水的生活。

与此同时,通过养滩与离岸堤实现的面状防护、堤防加高、港口设计标准的修订等海岸防护（适应对策）也在稳步推进。守护的技术、明智后退的判断,以及减排这一根本对策——将这三者结合起来,正是将沙滩与沿岸城镇留给未来的关键所在。

海平面上升,并非一夜之间吞没城镇的灾害。正因如此,它才容易被忽视,对策也常常被一再拖延。然而,数十厘米的上升,便可能夺走九成沙滩,让百年一遇的风暴潮变为每年的威胁——认识到这一点,并从现在开始做好准备,是我们所能迈出的最可靠的一步。