人類活動引發(fā)的氣候變化正在推高全球海平面,加劇洪水風(fēng)險,威脅沿海社區(qū)。這一點(diǎn)早已不是新聞。但最新研究確認(rèn)了一個更令人不安的事實(shí):海平面不僅在上升,而且上升速度正在逐年加快。更關(guān)鍵的是,科學(xué)家終于把這筆"海平面賬"算明白了——過去幾十年里,觀測到的海平面變化與各項(xiàng)成因估算之間始終存在一個"預(yù)算缺口",現(xiàn)在這個缺口被補(bǔ)上了。
這項(xiàng)研究今天發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)期刊上。研究團(tuán)隊(duì)整合了1960年至2023年的最新觀測數(shù)據(jù),協(xié)調(diào)了不同儀器的測量結(jié)果,并納入了學(xué)界對海平面上升及其構(gòu)成要素的最新估算。用研究合著者、明尼蘇達(dá)州圣保羅市圣托馬斯大學(xué)工程師約翰·亞伯拉罕的話來說:"多年來,觀測到的海洋上升幅度與各項(xiàng)單獨(dú)成因能解釋的幅度之間存在一個令人沮喪的缺口。這項(xiàng)工作表明,借助更好的儀器、流程和更智能的分析,這個知識缺口是可以彌合的。我們可以更有信心地解釋海平面上升了。"
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那么,這筆賬具體是怎么算的?研究團(tuán)隊(duì)把海平面上升的驅(qū)動因素拆解成了幾個清晰的條目。
第一大項(xiàng):海水熱膨脹,占43%
自1960年以來,海平面上升的最大推手是海水受熱膨脹。簡單來說,海水變暖后會膨脹,就像溫度計(jì)里的紅色液柱遇熱上升一樣。這個過程單獨(dú)貢獻(xiàn)了43%的海平面上升幅度。這也是物理規(guī)律最直接的體現(xiàn)——海洋吸收了氣候系統(tǒng)中絕大部分多余熱量,這些熱量讓海水體積膨脹,海面隨之抬高。
第二大項(xiàng):冰川融化,占27%
山地冰川的融化是第二大來源,貢獻(xiàn)了27%的上升幅度。這些冰川遍布全球高山地區(qū),從喜馬拉雅到安第斯,從阿爾卑斯到阿拉斯加。它們對溫度變化極為敏感,是氣候變化的"早期預(yù)警系統(tǒng)"。與極地冰蓋相比,山地冰川體量較小,但響應(yīng)速度快,在過去幾十年里持續(xù)退縮。
第三大項(xiàng):格陵蘭冰蓋融化,占15%
格陵蘭冰蓋是北半球最大的冰體,其融化貢獻(xiàn)了15%的海平面上升。近年來,格陵蘭的夏季表面融化加劇,冰蓋邊緣的冰川向海洋流動加速,冰蓋整體質(zhì)量損失正在增加。
第四大項(xiàng):南極冰蓋融化,占12%
南極冰蓋貢獻(xiàn)了12%的上升幅度。南極的情況比格陵蘭更復(fù)雜——西部南極洲的冰蓋基巖位于海平面以下,對海洋變暖尤為脆弱;而東部南極洲的冰蓋體量更大,目前相對穩(wěn)定,但長期前景存在不確定性。
第五大項(xiàng):陸地儲水減少,占3%
最后3%來自陸地儲水能力的變化。地下水開采、水庫建設(shè)、土地利用變化等因素改變了水在陸地上的分布,更多水流向海洋,推高了海平面。
把這幾項(xiàng)加起來,1960年以來的海平面上升"預(yù)算"基本平衡了。但這只是故事的一半。
研究團(tuán)隊(duì)還計(jì)算了海平面上升的速度變化,發(fā)現(xiàn)了更值得關(guān)注的現(xiàn)象。上升速度已經(jīng)翻倍:1960年至2023年的平均速度是每年2毫米,而2005年至2023年的平均速度達(dá)到了每年4毫米。換句話說,最近十幾年的上升速度是此前四十多年平均速度的兩倍。
是什么在推動這種加速?研究團(tuán)隊(duì)同樣給出了分項(xiàng)拆解。
加速的首要推手:海洋變暖,占41%
海水熱膨脹不僅是總量上的最大貢獻(xiàn)者,也是加速的最大推手,貢獻(xiàn)了41%的加速幅度。這意味著海洋正在吸收更多熱量,膨脹效應(yīng)在增強(qiáng)。
加速的次要推手:陸地儲水減少,占21%
出人意料的是,陸地儲水減少貢獻(xiàn)了21%的加速幅度,是第二大加速因素。這可能反映了地下水開采規(guī)模的擴(kuò)大,以及氣候變化對陸地水循環(huán)的影響。
剩下的加速份額由冰川和冰蓋融化分擔(dān),但研究沒有給出更細(xì)的分項(xiàng)數(shù)字。
這項(xiàng)研究的價值不僅在于"對上了賬",更在于它為未來預(yù)測提供了更可靠的基礎(chǔ)。理解不同過程對海平面的貢獻(xiàn)程度——即所謂的"海平面預(yù)算"——能幫助科學(xué)家更好地預(yù)測在不同氣候情景下,海平面將在何處、以多快的速度上升。
研究也揭示了一個現(xiàn)實(shí):海平面觀測和研究的投入直接影響預(yù)測能力。更好的儀器、更長的數(shù)據(jù)記錄、更持續(xù)的資金支持,才能縮小知識缺口,為政策制定者和地方社區(qū)提供制定應(yīng)對策略所需的依據(jù)。
至于那些指望海平面上升會自行放緩的人,這項(xiàng)研究的數(shù)據(jù)指向另一個方向。速度已經(jīng)翻倍,而驅(qū)動加速的主要機(jī)制——海洋變暖——仍在持續(xù)。這筆賬算清了,但賬單還在增長。
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