2009年氣旋艾拉過後，洶湧的海水沖刷了恆河和布拉馬普特拉河三角洲。風暴潮衝破了一個居住著10,000戶人家的小島周圍的堤壩，將這片土地變成了一片泥濘的地獄。鹹水氾濫沖毀了田地、房屋、道路和市場，當時人們剛剛開始從18個月前氣旋西德造成的破壞中恢復過來。許多人遷移到附近的城市。還有成千上萬的人在堤壩的殘餘部分避難，那裡缺乏衛生設施和隱私，很快就會引發疾病和犯罪。
當田納西州納什維爾範德比爾特大學的地球和環境研究員史蒂文·古德佈雷德在2011年的一次實地考察中偶然發現這個地點時，他和他的學生震驚地發現，這片土地仍然嚴重被洪水淹沒，成千上萬的家庭住在帳篷和簡陋的棚屋裡。破損的堤壩修復得很差，本應保護的家園仍然不適合居住。“它看起來像月球一樣荒涼——到處都是泥，”古德佈雷德說。“我從未見過這樣的景象。”他把弄清楚這個島嶼周圍的堤壩（在荷蘭語中被稱為“圩田32”，意思是受堤壩保護的土地）是如何被侵蝕和破壞到足以讓一場相對較小的風暴造成如此嚴重破壞，作為自己的使命。
在孟加拉國，災難場景並不罕見。巨大的恆河-布拉馬普特拉河三角洲（世界上最大的三角洲）約有6000平方公里的面積位於海平面以下不到兩米處。平均而言，孟加拉國每年有6,000人死於風暴和洪水。1991年4月，一場單一的氣旋，是近幾十年來最嚴重的一次，在三角洲奪走了超過10萬人的生命，使數百萬人無家可歸。
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風險預計將會上升。全球變暖正在使全球海平面每年上升2-3毫米。這隻會加劇恆河-布拉馬普特拉河三角洲的更大問題，該三角洲正在迅速下沉，以至於當地的相對海平面可能每年上升高達2釐米。孟加拉國的人口超過1.5億，預計到2050年還將增加5000萬，這將使更多的人處於危險之中。
悲觀的預測警告說，到本世紀末，數百萬孟加拉國人可能會流離失所。然而，像古德佈雷德這樣的科學家看到了希望。上個月，該國與荷蘭聯手啟動了孟加拉國三角洲計劃，以保護該地區的人民免受洪水侵襲。為了具體落實細節，研究人員現在正爭先恐後地提供有關三角洲下沉速度、原因以及如何最好地防範甚至阻止下沉的基本資料。
下沉
恆河-布拉馬普特拉河三角洲是喜馬拉雅山脈的傾倒場。當風和雨侵蝕山脈時，巨大的河流每年將超過十億噸的沉積物帶入孟加拉灣；在某些地方，自最近一次冰河時代以來沉積的層厚度超過一公里。與所有三角洲一樣，這種鬆散的物質很容易壓實，導致陸地下沉緩慢，相對海平面上升。過去，每年從下游帶來的沉積物會重新整理三角洲。但農業、工業和水電大壩改變了水流，並扼殺了沉積物的流動，因此土地不再被重建。一項2009年的研究發現，在21世紀的第一個十年裡，世界上85%的最大三角洲遭受了嚴重的洪水。按照目前預測的沉積物下沉和海平面上升速度，到2100年，全球三角洲地區的風險面積預計將至少增加一半。
由《自然》雜誌提供
以往在孟加拉國的防洪努力並未解決問題。1990年，第一項防洪行動計劃呼籲沿著主要河流修建屏障：在不到10年的時間裡，出現了約3500公里的堤壩。2000年，該國的重點轉向建設更多的風暴避難所和改進預警系統——但即便如此，孟加拉國約四分之三的人口仍然面臨嚴重的洪水。
問題的一個重要部分是缺乏對三角洲在不同地方的行為差異的理解。堤壩可能在一定程度上保護首都達卡；但正如圩田32所表明的那樣，它們在其他地方並不總是發揮作用。“每一個對一個大三角洲說一些簡單事情的人，都沒有去過那裡，”科羅拉多大學博爾德分校的地質學家詹姆斯·西維茨基說。對於孟加拉國的沉降率，他說，“根據您測量的方式和地點，您可能會得到15個不同的值”。
例如，三角洲的西部和東部之間的情況截然不同。在過去的幾個世紀裡，地質力和侵蝕使恆河的下游不斷向東移動，使三角洲的西部特別缺乏沉積物。這使得西南地區特別容易受到海水淹沒和鹽分侵入地下水的威脅，這可能會使水不適合飲用（參見“下沉的三角洲”）。荷蘭瓦赫寧根大學的水管理研究員卡塔琳·特維斯卡·範·謝爾廷加說，如果決策者想要有機會解決這些問題，研究人員需要量化和繪製這種複雜性，她正在幫助準備孟加拉國三角洲計劃。
西維茨基利用衛星資料進行的研究表明，三角洲每年正在以8到18毫米的速度下沉到海平面以下。但是這些數字需要根據地面測量結果進行核實——現在正在進行。自2003年以來，哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站位於紐約州帕利塞德的地質學家邁克爾·斯泰克勒一直在安裝全球定位系統（GPS）接收器網路，以監測沉降情況。他目前維護著大約20個站點，包括去年在圩田32上建立的一個站點。到目前為止，結果表明，西南部地區的沉降率約為每年9毫米，而東南部地區僅為2-4毫米。但是這些站點仍然很少且相距甚遠，而且在最脆弱的地方沒有太多站點。
一些防洪措施可能會加劇這些問題。英國紐卡斯爾大學的地理學家約翰·佩西克和貝爾法斯特女王大學的朱利安·奧福德去年報告說，在最脆弱的西南地區的一些地點，水位比預期的要高得多。他們得出結論，沿著數百條潮汐通道（其中一些通道延伸至內陸數百公里）修建的堤壩大大減少了高潮時被水覆蓋的陸地面積。由於水不太能夠散開，它會向內陸更深的地方射擊。結果是，在保護較少的地區，潮汐範圍大幅增加。西南三個地點的驗潮儀記錄表明，過去30年間，相對海平面上升的平均速度約為每年5毫米，但一些當地點的年平均高水位上升了15-20毫米。
古德佈雷德說，這種潮汐放大對沿海保護具有重要意義：對於潮汐通道較長的地區，修建更多的堤壩實際上可能會導致更高的潮汐並加劇鹽水侵入。但是其他人警告說，很難說佩西克和奧福德的發現是否會在西南海岸得到證實——例如，這可能在很大程度上取決於河道牆壁的陡峭程度。達卡環境和地理資訊服務中心的副執行主任、地質學家馬米努爾·哈克·薩克說，外推法是“誤導性的”。
薩克指出，三角洲的某些部分的下沉速度似乎要慢得多。2012年，他和他的同事們測量了古老的清真寺和寺廟的地基在湧入的沉積物下被掩埋的程度。目前的基座水平表明沉降率僅為每年1-2.5毫米。海平面上升將被新增到其中以獲得相對海平面變化。但薩克認為，整個三角洲的下沉程度沒有像西維茨基等研究人員提出的那麼顯著。
撼天動地的變化
無論目前的沉降率是多少，它都可能無法反映問題的全部規模。2010年，德國不來梅大學的地質學家蒂爾·哈內布斯在巽他班（一個以皇家孟加拉虎而聞名的沿海紅樹林地區）挖掘了十幾個古老的窯爐。這些窯爐大約在300年前為產鹽而建造，剛好在當時冬季高潮水平之上。今天，它們被埋在1.5米深的泥漿和現代海平面之下，這表明平均下沉速度約為每年5毫米。
哈內布斯認為，這種下降不是以緩慢、恆定的速度發生的，而是在與大地震或氣旋有關的一系列突發事件中發生的。該地區的泥濘樹樁表明，紅樹林在1676年和1762年左右因洪水而死亡，當時該地區發生了強烈地震。1762年的地震估計為8.8級，導致東南部的吉大港市周圍的陸地下沉了數米；哈內布斯說，在巽他班，似乎造成了至少20釐米的下降。地震學家認為，在構造不穩定的地區，另一次大地震已經逾期，當它來臨時，將摧毀像達卡和吉大港這樣建設不佳的高密度城市。它還可能導致三角洲的某些區域一次性下沉的幅度，比它們經過數十年緩慢的海平面上升和沉積物壓實所導致的幅度更大。
其他複雜因素更容易評估和防範。在最初觀察一年後，古德佈雷德和他的團隊帶著GPS接收器和測量工具返回了圩田32。他們發現，保護這片土地免受河流和海洋侵襲的堤壩也剝奪了它的新鮮沉積物：在其存在的五十年裡，由於沒有得到補充，與堤壩外的土地相比，圩田下沉了一整米。此外，古德佈雷德發現，當地的蝦農在堤壩上鑽孔，將來自沿海河流的鹽水輸送到他們的孵化場，從而削弱了屏障。
儘管氣旋艾拉給人們帶來了許多痛苦，但它在一定程度上幫助拯救了這片土地。在堤壩被破壞的兩年裡，圩田每天被潮汐沉積了幾十釐米的沉積物。泥漿短期內給人們的地板和花園帶來了破壞，但為三角洲的土地提供了長期可持續發展的可能性。
所有這些資訊將輸入三角洲計劃，該計劃將在未來2.5年內由荷蘭-孟加拉政府部門、研究機構和工程顧問組成的聯盟編寫。荷蘭已承諾提供最初的700萬歐元（970萬美元）來制定該戰略。“荷蘭及其寶貴的經驗的加入，對我們的防洪工作是一個很大的推動，”孟加拉國規劃部總經濟部門負責人沙姆斯爾·阿拉姆說，該部門負責協調三角洲計劃。
範·謝爾廷加說，科學上的不確定性使決策者很難看出多少投資是合理的，以及投資的型別。但至少部分問題正在變得更加清晰。“我們才剛剛開始瞭解三角洲是如何運作的——但我們已經瞭解了足夠多的知識，可以做得更好一點，”古德佈雷德說。
古德佈雷德補充說，在農村沿海地區，一種解決方案可能是恢復到上世紀60年代以前該地區人民建造的那種低矮、靈活的堤壩。當地人可以在旱季抬高堤壩以阻止鹹水入侵，在雨季降低堤壩以允許泥沙進入。英國地理學家休·布拉默曾為世界銀行的孟加拉國1990年洪水行動計劃提供諮詢，他也認為需要靈活的屏障。他說，必須不時允許潮水沖刷堤壩土地，沉積泥沙，從而防止圩田長期下沉。他指出，這些圩田中的房屋往往位於高於圩田盆地半米或更高的土地上，因此會受到湧入水的保護。
布拉默說，最緊迫的步驟是將恆河水引流到三角洲的西部地區，以便那裡的人們在旱季獲得淡水。2008年，孟加拉國政府承諾考慮一項引流計劃。但是，如此重大的工程專案的成本和可行性尚未得到充分研究；阿拉姆表示，這樣的引流不太可能在短期內實現。
他說，還有更便宜的選擇。位於加濟布林的孟加拉國水稻研究所的科學家已經開發出耐鹽水稻，可以在易發洪水的平原上種植。在大型沿海城市，可以在人工抬高的土地上建造新的房屋和公共基礎設施。在海岸附近，保護和種植樹木可以形成抵禦風暴潮的屏障。
在其2011-15年經濟計劃中，孟加拉國劃撥了超過1200億塔卡（15億美元）——佔所有公共支出的4%——用於氣候適應和災害管理。此外，它目前正在將2010年設立的1.7億美元多方捐助的氣候變化適應基金投入到包括防洪在內的專案中。更多的資金可能來自數十億美元的國際綠色氣候基金。倫敦國際環境與發展研究所氣候變化小組的高階研究員薩利姆·胡克表示，要制定一項成熟的三角洲計劃，未來幾年將需要數十億美元。孟加拉國目前每年從捐助者那裡獲得約20億美元的資金，用於從經濟發展到糧食救濟的各種專案，因此阿拉姆表示，有希望將資金轉移到實現防洪目標上並非不合理。
與此同時，32號圩田的生活正在慢慢恢復正常。並非所有被毀的堤壩都得到了修復或更換，但數百個住宅和企業正在遷往圩田內外較高的土地。古德佈雷德相信三角洲及其人民擁有未來。“孟加拉國擁有很多選擇，”他說。“但時間緊迫，問題重大。”