2009年气旋艾拉过后，汹涌的海水冲刷了恒河和布拉马普特拉河三角洲。风暴潮冲破了一个居住着10,000户人家的小岛周围的堤坝，将这片土地变成了一片泥泞的地狱。咸水泛滥冲毁了田地、房屋、道路和市场，当时人们刚刚开始从18个月前气旋西德造成的破坏中恢复过来。许多人迁移到附近的城市。还有成千上万的人在堤坝的残余部分避难，那里缺乏卫生设施和隐私，很快就会引发疾病和犯罪。
当田纳西州纳什维尔范德比尔特大学的地球和环境研究员史蒂文·古德布雷德在2011年的一次实地考察中偶然发现这个地点时，他和他的学生震惊地发现，这片土地仍然严重被洪水淹没，成千上万的家庭住在帐篷和简陋的棚屋里。破损的堤坝修复得很差，本应保护的家园仍然不适合居住。“它看起来像月球一样荒凉——到处都是泥，”古德布雷德说。“我从未见过这样的景象。”他把弄清楚这个岛屿周围的堤坝（在荷兰语中被称为“圩田32”，意思是受堤坝保护的土地）是如何被侵蚀和破坏到足以让一场相对较小的风暴造成如此严重破坏，作为自己的使命。
在孟加拉国，灾难场景并不罕见。巨大的恒河-布拉马普特拉河三角洲（世界上最大的三角洲）约有6000平方公里的面积位于海平面以下不到两米处。平均而言，孟加拉国每年有6,000人死于风暴和洪水。1991年4月，一场单一的气旋，是近几十年来最严重的一次，在三角洲夺走了超过10万人的生命，使数百万人无家可归。
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风险预计将会上升。全球变暖正在使全球海平面每年上升2-3毫米。这只会加剧恒河-布拉马普特拉河三角洲的更大问题，该三角洲正在迅速下沉，以至于当地的相对海平面可能每年上升高达2厘米。孟加拉国的人口超过1.5亿，预计到2050年还将增加5000万，这将使更多的人处于危险之中。
悲观的预测警告说，到本世纪末，数百万孟加拉国人可能会流离失所。然而，像古德布雷德这样的科学家看到了希望。上个月，该国与荷兰联手启动了孟加拉国三角洲计划，以保护该地区的人民免受洪水侵袭。为了具体落实细节，研究人员现在正争先恐后地提供有关三角洲下沉速度、原因以及如何最好地防范甚至阻止下沉的基本数据。
下沉
恒河-布拉马普特拉河三角洲是喜马拉雅山脉的倾倒场。当风和雨侵蚀山脉时，巨大的河流每年将超过十亿吨的沉积物带入孟加拉湾；在某些地方，自最近一次冰河时代以来沉积的层厚度超过一公里。与所有三角洲一样，这种松散的物质很容易压实，导致陆地下沉缓慢，相对海平面上升。过去，每年从下游带来的沉积物会刷新三角洲。但农业、工业和水电大坝改变了水流，并扼杀了沉积物的流动，因此土地不再被重建。一项2009年的研究发现，在21世纪的第一个十年里，世界上85%的最大三角洲遭受了严重的洪水。按照目前预测的沉积物下沉和海平面上升速度，到2100年，全球三角洲地区的风险面积预计将至少增加一半。
由《自然》杂志提供
以往在孟加拉国的防洪努力并未解决问题。1990年，第一项防洪行动计划呼吁沿着主要河流修建屏障：在不到10年的时间里，出现了约3500公里的堤坝。2000年，该国的重点转向建设更多的风暴避难所和改进预警系统——但即便如此，孟加拉国约四分之三的人口仍然面临严重的洪水。
问题的一个重要部分是缺乏对三角洲在不同地方的行为差异的理解。堤坝可能在一定程度上保护首都达卡；但正如圩田32所表明的那样，它们在其他地方并不总是发挥作用。“每一个对一个大三角洲说一些简单事情的人，都没有去过那里，”科罗拉多大学博尔德分校的地质学家詹姆斯·西维茨基说。对于孟加拉国的沉降率，他说，“根据您测量的方式和地点，您可能会得到15个不同的值”。
例如，三角洲的西部和东部之间的情况截然不同。在过去的几个世纪里，地质力和侵蚀使恒河的下游不断向东移动，使三角洲的西部特别缺乏沉积物。这使得西南地区特别容易受到海水淹没和盐分侵入地下水的威胁，这可能会使水不适合饮用（参见“下沉的三角洲”）。荷兰瓦赫宁根大学的水管理研究员卡塔琳·特维斯卡·范·谢尔廷加说，如果决策者想要有机会解决这些问题，研究人员需要量化和绘制这种复杂性，她正在帮助准备孟加拉国三角洲计划。
西维茨基利用卫星数据进行的研究表明，三角洲每年正在以8到18毫米的速度下沉到海平面以下。但是这些数字需要根据地面测量结果进行核实——现在正在进行。自2003年以来，哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站位于纽约州帕利塞德的地质学家迈克尔·斯泰克勒一直在安装全球定位系统（GPS）接收器网络，以监测沉降情况。他目前维护着大约20个站点，包括去年在圩田32上建立的一个站点。到目前为止，结果表明，西南部地区的沉降率约为每年9毫米，而东南部地区仅为2-4毫米。但是这些站点仍然很少且相距甚远，而且在最脆弱的地方没有太多站点。
一些防洪措施可能会加剧这些问题。英国纽卡斯尔大学的地理学家约翰·佩西克和贝尔法斯特女王大学的朱利安·奥福德去年报告说，在最脆弱的西南地区的一些地点，水位比预期的要高得多。他们得出结论，沿着数百条潮汐通道（其中一些通道延伸至内陆数百公里）修建的堤坝大大减少了高潮时被水覆盖的陆地面积。由于水不太能够散开，它会向内陆更深的地方射击。结果是，在保护较少的地区，潮汐范围大幅增加。西南三个地点的验潮仪记录表明，过去30年间，相对海平面上升的平均速度约为每年5毫米，但一些当地点的年平均高水位上升了15-20毫米。
古德布雷德说，这种潮汐放大对沿海保护具有重要意义：对于潮汐通道较长的地区，修建更多的堤坝实际上可能会导致更高的潮汐并加剧盐水侵入。但是其他人警告说，很难说佩西克和奥福德的发现是否会在西南海岸得到证实——例如，这可能在很大程度上取决于河道墙壁的陡峭程度。达卡环境和地理信息服务中心的副执行主任、地质学家马米努尔·哈克·萨克说，外推法是“误导性的”。
萨克指出，三角洲的某些部分的下沉速度似乎要慢得多。2012年，他和他的同事们测量了古老的清真寺和寺庙的地基在涌入的沉积物下被掩埋的程度。目前的基座水平表明沉降率仅为每年1-2.5毫米。海平面上升将被添加到其中以获得相对海平面变化。但萨克认为，整个三角洲的下沉程度没有像西维茨基等研究人员提出的那么显著。
撼天动地的变化
无论目前的沉降率是多少，它都可能无法反映问题的全部规模。2010年，德国不来梅大学的地质学家蒂尔·哈内布斯在巽他班（一个以皇家孟加拉虎而闻名的沿海红树林地区）挖掘了十几个古老的窑炉。这些窑炉大约在300年前为产盐而建造，刚好在当时冬季高潮水平之上。今天，它们被埋在1.5米深的泥浆和现代海平面之下，这表明平均下沉速度约为每年5毫米。
哈内布斯认为，这种下降不是以缓慢、恒定的速度发生的，而是在与大地震或气旋有关的一系列突发事件中发生的。该地区的泥泞树桩表明，红树林在1676年和1762年左右因洪水而死亡，当时该地区发生了强烈地震。1762年的地震估计为8.8级，导致东南部的吉大港市周围的陆地下沉了数米；哈内布斯说，在巽他班，似乎造成了至少20厘米的下降。地震学家认为，在构造不稳定的地区，另一次大地震已经逾期，当它来临时，将摧毁像达卡和吉大港这样建设不佳的高密度城市。它还可能导致三角洲的某些区域一次性下沉的幅度，比它们经过数十年缓慢的海平面上升和沉积物压实所导致的幅度更大。
其他复杂因素更容易评估和防范。在最初观察一年后，古德布雷德和他的团队带着GPS接收器和测量工具返回了圩田32。他们发现，保护这片土地免受河流和海洋侵袭的堤坝也剥夺了它的新鲜沉积物：在其存在的五十年里，由于没有得到补充，与堤坝外的土地相比，圩田下沉了一整米。此外，古德布雷德发现，当地的虾农在堤坝上钻孔，将来自沿海河流的盐水输送到他们的孵化场，从而削弱了屏障。
尽管气旋艾拉给人们带来了许多痛苦，但它在一定程度上帮助拯救了这片土地。在堤坝被破坏的两年里，圩田每天被潮汐沉积了几十厘米的沉积物。泥浆短期内给人们的地板和花园带来了破坏，但为三角洲的土地提供了长期可持续发展的可能性。
所有这些信息将输入三角洲计划，该计划将在未来2.5年内由荷兰-孟加拉政府部门、研究机构和工程顾问组成的联盟编写。荷兰已承诺提供最初的700万欧元（970万美元）来制定该战略。“荷兰及其宝贵的经验的加入，对我们的防洪工作是一个很大的推动，”孟加拉国规划部总经济部门负责人沙姆斯尔·阿拉姆说，该部门负责协调三角洲计划。
范·谢尔廷加说，科学上的不确定性使决策者很难看出多少投资是合理的，以及投资的类型。但至少部分问题正在变得更加清晰。“我们才刚刚开始了解三角洲是如何运作的——但我们已经了解了足够多的知识，可以做得更好一点，”古德布雷德说。
古德布雷德补充说，在农村沿海地区，一种解决方案可能是恢复到上世纪60年代以前该地区人民建造的那种低矮、灵活的堤坝。当地人可以在旱季抬高堤坝以阻止咸水入侵，在雨季降低堤坝以允许泥沙进入。英国地理学家休·布拉默曾为世界银行的孟加拉国1990年洪水行动计划提供咨询，他也认为需要灵活的屏障。他说，必须不时允许潮水冲刷堤坝土地，沉积泥沙，从而防止圩田长期下沉。他指出，这些圩田中的房屋往往位于高于圩田盆地半米或更高的土地上，因此会受到涌入水的保护。
布拉默说，最紧迫的步骤是将恒河水引流到三角洲的西部地区，以便那里的人们在旱季获得淡水。2008年，孟加拉国政府承诺考虑一项引流计划。但是，如此重大的工程项目的成本和可行性尚未得到充分研究；阿拉姆表示，这样的引流不太可能在短期内实现。
他说，还有更便宜的选择。位于加济布尔的孟加拉国水稻研究所的科学家已经开发出耐盐水稻，可以在易发洪水的平原上种植。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础设施。在海岸附近，保护和种植树木可以形成抵御风暴潮的屏障。
在其2011-15年经济计划中，孟加拉国划拨了超过1200亿塔卡（15亿美元）——占所有公共支出的4%——用于气候适应和灾害管理。此外，它目前正在将2010年设立的1.7亿美元多方捐助的气候变化适应基金投入到包括防洪在内的项目中。更多的资金可能来自数十亿美元的国际绿色气候基金。伦敦国际环境与发展研究所气候变化小组的高级研究员萨利姆·胡克表示，要制定一项成熟的三角洲计划，未来几年将需要数十亿美元。孟加拉国目前每年从捐助者那里获得约20亿美元的资金，用于从经济发展到粮食救济的各种项目，因此阿拉姆表示，有希望将资金转移到实现防洪目标上并非不合理。
与此同时，32号圩田的生活正在慢慢恢复正常。并非所有被毁的堤坝都得到了修复或更换，但数百个住宅和企业正在迁往圩田内外较高的土地。古德布雷德相信三角洲及其人民拥有未来。“孟加拉国拥有很多选择，”他说。“但时间紧迫，问题重大。”