大多数沿海灾害研究缺乏严谨性
一篇系统性综述研究对2009年至2025年间发表的385篇经同行评议的科学文献进行了评估，这些文献涉及海平面上升和/或相对海平面上升、沿海洪水暴露、脆弱性和风险，既有全球性也有区域性的灾害评估。研究团队仔细审查了每篇文献中对数字高程模型（DEM）的使用、垂直基准（vertical datum）转换以及海平面高度与沿海高程正确整合的情况，并记录了其中错误和疏漏的普遍性。
评估发现，绝大多数文献在垂直基准的文档记录和数据处理上存在严重问题。高达73%的评估研究，其使用的垂直基准信息要么不完整，要么完全缺失。尽管有27%的文献正确记录了所使用的垂直基准，但其中只有1%正确地描述并将沿海海平面高度信息与陆地高程数据进行了对齐。在绝大部分评估中，海平面与沿海高程的对齐以及基准转换的描述是缺失的，并且转换很可能被忽略了。研究推测，缺少对海平面信息和/或方法学转换步骤的任何记录，通常意味着没有纳入海平面高度数据或省略了向海平面基准的转换。这一推测在多项研究的重复评估中得到了证实。
评估揭示的最突出问题，是忽视从大地水准面（在某些情况下甚至是椭球面）到海平面基准的转换，从而隐含地假设大地水准面高度0米等于当地海平面高度。在所有存在此问题的文献中，仅有两篇论文反思了大地水准面与实际海平面之间的潜在差异。第二个常见问题是垂直基准转换不完整，从而导致错误，以及所涉及数据集垂直基准的对齐不当。尽管有少数研究开创性地使用平均动力地形（MDT）数据来创建海平面基准，表明研究社区开始意识到正确进行陆-海平面对齐的必要性，但这些研究仍存在转换文档记录不足的问题，并且经证明存在基准转换错误。在全部385项评估研究中，只有一项研究完全记录了垂直基准和转换过程，并且不包含转换和对齐错误。
文献评估还揭示了错误工作流程的广泛和持续传播。例如，省略海平面基准转换或引入方法学的基准转换错误，进而影响了后续应用相同数据处理方法的研究。同样，在建模框架中包含沿海区域高程数据的评估，也未能摆脱所调查的问题，如垂直基准文档记录不完整或缺失、基准转换不当和/或缺乏海平面基准。
实测沿海海平面通常高于大地水准面
研究团队进行了多项全球和区域尺度的元分析，以量化因最常见的数据处理疏漏或错误而导致的沿海海平面高度误报的幅度。那些忽略基准转换、从而假设大地水准面代表平均海平面的影响评估，导致全球平均沿海海平面高度（以MDT为代表）被低估。对于常用的EGM96和EGM2008大地水准面模型，平均低估幅度分别为0.27米和0.24米。在各自大地水准面表现较差的地区，差异可达数米。
虽然全球统计数据平均掉了较大的区域和次区域差异，但一些关键地区的差异似乎特别大，且大多位于全球南方。差异最大的地区是东南亚和太平洋区域，平均低估沿海海平面超过1米，这与之前对湄公河和伊洛瓦底江三角洲的局部研究结果一致。其他存在较大差异的地区包括拉丁美洲、北美洲西海岸、加勒比海地区、非洲、中东以及更大的印太地区。尽管平均而言，大地水准面模型在全球和区域尺度上低估了海面高度，但在局部地区，差异也可能相反方向。大地水准面与平均海平面差异最小的地区出现在北美东部以及北欧和西欧，这反映了大地水准面模型在全球北方数据丰富地区能更好地接近海面高度。全球大地水准面建模的不断进步体现在新的全球大地水准面模型中，但这些模型与MDT确定的平均海平面之间仍然存在相当大的差异，特别是在全球南方地区。因此，尤其是在数据稀疏和偏远地区，省略纳入海平面信息以及从大地水准面向海平面基准的正确转换，会立即将这些差异作为误差带入灾害和海平面上升影响评估。
那些纳入了海平面信息但随后在结合高程数据和海平面数据之前，省略了将它们转换到共同基准的步骤的研究，会引入基准偏移误差。少数纳入了MDT数据但因特定的大地水准面转换错误而存在问题的研究，在统计上几乎等同于全球平均沿海海平面高度表示，但在区域上仍然存在高达数米的差异。
第三个误差来源是使用了过时的海平面基准。验潮仪可提供本地特定信息，但当时间序列太短、不完整或过时时，其反映近期海平面的能力会受到严重限制。不正确使用海平面高度信息，例如来自验潮仪或卫星测高数据，而未考虑自基准建立以来和预测期开始以来的过去相对海平面变化，与所进行的灾害评估隐含的“现状”相矛盾。考虑到许多地区特别是人口稠密的亚洲三角洲和沿海低地，由于沿海地面沉降导致的高相对海平面上升速率，当代沿海暴露评估必须考虑自验潮仪基准建立以来或MDT/平均海面平均观测期以来的相对海平面变化。同样，由于沿海高程本身也不是静态的，研究强调了使用最新和最准确的高程数据的紧迫性，理想情况下应修正空间异质性的垂直陆地运动以及自数据获取以来的高程变化。然而，对自基准建立或高程获取以来的相对海平面或高程变化进行全面评估和纳入远非普遍做法。
沿海研究低估了暴露风险
研究团队进行了多项元分析，以评估现有沿海灾害评估中最常见问题的影响，并量化了全球相对海平面上升影响评估中存在的潜在暴露误判。研究使用了四个迄今为止性能最佳、来自其数据仓库的全球DEM，并应用了1米相对海平面上升情景，同时省略了正确纳入海平面基准的步骤，以模拟最常用的方法，即假设全球大地水准面代表当代海平面高度。研究将结果与相同的DEM经过正确对齐到实测当地平均海平面后的结果进行了比较，显示了通常假设的海平面高度与实测当地平均海平面高度之间的差异。
元分析表明，当不纳入MDT数据时，全球对1米相对海平面上升后低于平均海平面的土地面积和人口的估计被大大低估。使用MDT进行正确的海平面基准转换后，不同基于大地水准面的DEM和各种人口数据集显示，暴露面积从294,500–431,100平方公里增加到460,100–670,000平方公里，人口从3,400–4,920万增加到7,700万–1.322亿人。这分别相当于面积增加了31–37%，人口增加了48–68%。在受影响最严重的东南亚地区，正确进行MDT基准转换后，估计的1米相对海平面上升后低于平均海平面的面积和人口分别增加了高达94%和96%。基于大地水准面高程的全球低海拔沿海带评估在全球范围内低估了面积和人口，正确的平均海平面基准转换将全球低海拔沿海带增加至3.0–4.1百万平方公里，居住着8.2–10.7亿人。
当修正了现有应用MDT数据研究中遇到的大地水准面转换错误后，元分析显示，全球1米相对海平面上升后低于平均海平面的沿海面积减少了2%，但估计的全球低于平均海平面的人口却显著增加了10–12%。这表明，这种特定的大地水准面转换错误导致在人口稠密的沿海地区不成比例地低估了平均海平面。因此，那些使用了MDT作为海平面基准但存在此错误的研究，低估了受影响地区的人口暴露。
在局部尺度上，遇到的垂直基准问题尤其影响大型、通常人口稠密、地势低洼的沿海三角洲地区的灾害评估，并增加了其他与DEM相关的垂直不确定性。为了评估垂直基准问题相对于其他不确定性的影响，研究团队以越南湄公河三角洲为例进行了详细的元分析。结果表明，常见的假设即DEM的大地水准面代表当地海平面，造成了最大的影响评估误差。不纳入正确的海平面基准，在现有的数据固有误差、海平面和高程变化效应之上，又增加了10–60%的额外误差。正确纳入MDT数据，使湄公河三角洲暴露于1米相对海平面上升的面积和人口分别大幅增加。在湄公河三角洲，特定的大地水准面转换错误修正后，暴露面积和人口进一步增加。这些数字突显了大地水准面转换误差的巨大空间变异性和地域特异性影响，这些在区域和全球统计数据中并不明显。
为了调查所揭示问题在个体灾害评估之外的潜在影响和后果，研究团队评估了所审查的研究在最新IPCC第六次评估报告周期中的引用情况。共有46项被评估的研究被纳入了筛查的IPCC第六次评估报告中。对选定评估的定量比较表明，基准转换错误和海平面基准的省略可能导致IPCC报告中低估了沿海暴露风险。
讨论与建议
该研究揭示了贯穿大量科学文献的海平面与沿海高程的根本性对齐问题，这在绝大多数沿海灾害和海平面上升影响评估中引入了误差并造成了巨大的不确定性。在所有评估的研究中，超过99%没有使用海平面信息，在海平面基准转换过程中存在遗漏或错误，并且遗漏了关键的基准和处理文档记录，使得研究无法重现。在大多数情况下，遇到的方法学问题导致沿海海平面高度被低估，使得现有评估低估了未来相对海平面上升和沿海灾害影响的空间范围和时间。这引发了对现有评估正确性和可靠性的担忧，并呼吁对工作流程和结果进行重新评估。
目前遇到的垂直基准问题的一个可能解释是，当前的情况将正确使用高程数据进行沿海灾害评估所需的复杂大地测量转换工作，留给了不熟悉所需处理步骤的非专业终端用户。避免未来因遗漏或错误执行基准转换和海平面基准转换而产生错误的一个解决方案，可能在于数据提供者，他们可以提供数字地形与海平面的现成组合产品，以方便正确使用。尽管本研究解决了沿海高程和海平面的问题，但也发现使用测深数据的研究存在类似问题的迹象，表明未来在这些领域也需要进一步研究和批判性反思。
此外，大地水准面模型在全球北方相对较好地反映了当地海平面高度，这或许可以解释全球北方科学家在进行全球尺度或其他地区评估时对大地水准面模型性能的过度自信。研究结果还表明，迄今为止的科学同行评议未能阻止所调查的错误发表和在文献中传播。期刊可以在其提交和同行评审程序中引入专门的步骤，例如提供高程和基准文档指南、要求作者声明以及采用审稿清单以帮助审稿人。除了通过确保正确的数据使用和基准转换以及使研究透明和可复现来帮助避免错误外，这些行动还将提高更广泛研究社区对正确垂直基准转换的认识。
最后，该研究可能只揭示了冰山一角，因为所评估的出版物只是全部沿海灾害评估中有代表性的一部分。令人担忧的是，许多被评估的研究被用来支撑IPCC报告中关于海平面上升影响和沿海灾害暴露的陈述，而这些报告又为全球减灾努力、世界各国政府和政策制定者提供沿海脆弱性、适应需求和时间表的信息，并为气候风险排名和损失与损害讨论提供定量输入。建议未来的IPCC报告包括一个特定的审查步骤，以验证所引用的沿海灾害评估的方法学有效性。除了科学出版物，调查表明，大量灰色文献，如政策制定文件、政府报告和其他咨询性评估，特别是在数据更稀疏的全球南方，关注沿海暴露和风险的文献，也存在类似问题。研究结果可能对现有的沿海适应、保护和缓解策略产生深远影响，特别是那些使用卫星衍生高程数据作为信息基础的策略。这有必要重新评估现有的沿海灾害评估，以排除垂直基准和海平面基准问题，并且如果这些评估曾为决策提供信息，则可能需要更新和加快沿海适应策略的实施时间表，因为暴露阈值可能比之前预测的更早达到。
