25年，海平面上升了約8厘米
2018-09-14 11:32:17 來源:
中國科學(xué)報(bào) 
海平面上升不僅對自然環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生深刻影響，也對全球特別是沿海地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)造成危害。因此，一直以來，海平面上升問題不僅是全世界科學(xué)家的研究熱點(diǎn)，也是備受人們關(guān)注的議題。
最近，世界氣候研究計(jì)劃全球海平面收支研究組發(fā)布了一份評估報(bào)告，給我們帶來了一個(gè)令人擔(dān)憂的消息。報(bào)告稱，自1993年以來，全球海平面顯著上升，平均每年上升趨勢為3.1毫米，也就是說，25年來，海平面上升了約8厘米，且這一上升趨勢正在加速。
90多位科學(xué)家共同撰寫一份報(bào)告
作為全球變化研究中開展較早的一個(gè)計(jì)劃，世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）由世界氣象組織與國際科學(xué)聯(lián)合會聯(lián)合主持，目的是擴(kuò)充人們對于氣候機(jī)制的認(rèn)識，預(yù)測氣候變化，監(jiān)測人類活動對氣候所產(chǎn)生的影響。
大概一年半以前，WCRP海平面研究小組召集全球90多名科學(xué)家開始共同撰寫一份報(bào)告，分析1993年以來全球海平面變化及其貢獻(xiàn)因素。
為何對海平面變化的分析需要如此“興師動眾”？
中科院大氣物理研究所副研究員成里京解釋說，除了海平面變化這一研究方向非常重要以外，還因?yàn)橛绊懞Ｆ矫孀兓囊蛩胤浅?fù)雜，研究子領(lǐng)域也較為繁多。
“海平面變化的影響因素包括海洋本身物理要素的變化，如海洋溫度變化，我們稱之為熱容海平面；包括冰凍圈的變化，如陸地冰川、格陵蘭和南極冰蓋的消融；還包括大氣和海洋協(xié)同的變化，如降水、蒸發(fā)和徑流量的變化造成的海洋和陸地、大氣間的淡水交換等。這些復(fù)雜的因素使得海平面變化研究覆蓋了地球科學(xué)多個(gè)學(xué)科，吸引了國內(nèi)外一大批優(yōu)秀的科學(xué)家參與研究。”成里京說。
成里京是該評估報(bào)告的撰寫者之一。由于在全球海洋溫度數(shù)據(jù)分析方面具有優(yōu)勢，中科院大氣物理研究所受邀參與了報(bào)告中熱容海平面變化章節(jié)的撰寫，并提供了該所的海洋溫度格點(diǎn)分析數(shù)據(jù)，用以估計(jì)海洋溫度變化造成的海平面變化。
1992年底，美法合作的“托佩克斯/海神”衛(wèi)星發(fā)射。這顆衛(wèi)星攜帶了一臺名為雷達(dá)測高計(jì)的儀器，能夠提供非常精確的全球海平面測量結(jié)果。這使得自1993年開始，全球總的海平面變化有了衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)。
同時(shí)，每一個(gè)海平面變化的貢獻(xiàn)要素又都有其獨(dú)立的觀測。比如，海洋溫度變化有海洋溫度現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)；陸地冰川、格陵蘭和南極冰蓋消融既有現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)，也有2003年以來的衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)（GRACE衛(wèi)星）。“不同的數(shù)據(jù)有其各自優(yōu)勢，也有一定的不確定性。”成里京說。
更為復(fù)雜的是，在海平面變化研究領(lǐng)域，每一個(gè)單獨(dú)的研究方向都有大量學(xué)者構(gòu)建了不同的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，這使得單個(gè)研究團(tuán)隊(duì)很難完整搜集到每一個(gè)子領(lǐng)域的最佳數(shù)據(jù)，從而對海平面收支情況進(jìn)行完整的評估。
由于使用數(shù)據(jù)的差異，過去幾年發(fā)表的很多研究結(jié)果，都對海平面收支情況產(chǎn)生了不同的結(jié)論。
“所以，此次WCRP集合了超過90位全球海平面變化及其子領(lǐng)域的專家，通過系統(tǒng)性地搜集和整理目前國際上的最佳數(shù)據(jù)集，來對1993年以來的海平面收支情況進(jìn)行評估。這份報(bào)告想回答的是下面幾個(gè)問題：全球海平面自1993年以來變化有多少？是否在加速？是否可以閉合海平面收支？各個(gè)貢獻(xiàn)因子的相對貢獻(xiàn)到底有多大？”成里京說。
3.1毫米是怎樣得來的
最近，這份評估報(bào)告正式發(fā)布。報(bào)告顯示，自1993年以來，全球海平面在加速上升，平均每年上升3.1毫米。
這個(gè)數(shù)字是怎樣得來的？
成里京告訴記者，本次報(bào)告中總的海平面變化觀測數(shù)據(jù)是基于“托佩克斯/海神”衛(wèi)星提供的原始數(shù)據(jù)。國際上不同的研究小組用不同算法反演總的海平面變化，得到的結(jié)果總體非常一致——1993～2017年的平均海平面上升速率在每年3.08～3.13毫米。因此，本次報(bào)告的最優(yōu)估計(jì)為每年上升3.1毫米。
但記者在查閱資料時(shí)發(fā)現(xiàn)，“托佩克斯/海神”衛(wèi)星的監(jiān)測數(shù)據(jù)有一度曾表現(xiàn)為海平面上升的速度在放緩。為何會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？
成里京解釋說，首先，海平面變化并不是簡單的直線上升。地球系統(tǒng)復(fù)雜的內(nèi)部變率以及不斷變化的外部強(qiáng)迫使得海平面變化中有復(fù)雜的波動變化。比如厄爾尼諾現(xiàn)象和拉尼娜現(xiàn)象（厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)海平面會上升，拉尼娜事件發(fā)生時(shí)海平面會下降），以及火山爆發(fā)（如1992年皮納圖博火山爆發(fā)以后海平面短暫下降）。
“同時(shí)，‘托佩克斯/海神’衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)在1998年之前也有一些系統(tǒng)性偏差，數(shù)據(jù)本身具有一定的不確定性。這些因素和長期上升趨勢一起反映在觀測到的海平面變化中，影響著海平面上升速度，特別是加速度的估算。”成里京解釋道，“不過，目前而言，不論這些影響因素多復(fù)雜，所有數(shù)據(jù)都顯示自1993年以來海平面在上升，目前主流海平面研究領(lǐng)域?qū)Ｆ矫嫔仙o爭議。”
只不過，受到上述因素的影響，目前海平面是否加速上升尚存在一些爭議。“但隨著‘托佩克斯/海神’衛(wèi)星積累了超過25年的數(shù)據(jù)，包括本次報(bào)告在內(nèi)的一些最新研究提供了越來越多的證據(jù)，表明海平面在加速上升。”成里京說，科學(xué)研究基本不存在“一錘定音”，科學(xué)家們總是需要積累更多數(shù)據(jù)和證據(jù)，不斷增加對自然現(xiàn)象和科學(xué)問題的認(rèn)知。“對于海平面變化而言，更多更長的監(jiān)測數(shù)據(jù)，不斷地投入研究明確和解決存在的問題，是澄清爭議的唯一路徑。”
須繼續(xù)監(jiān)測并預(yù)測
此次報(bào)告的另一個(gè)重要內(nèi)容，就是分析了1993年以來全球海平面變化的各個(gè)貢獻(xiàn)因素及其貢獻(xiàn)比例。
報(bào)告顯示，自1993年以來，全球海平面上升的主要原因，在于海洋升溫導(dǎo)致的熱膨脹效應(yīng)，其貢獻(xiàn)比例為42%。此外，陸地冰川融化貢獻(xiàn)了21%，格陵蘭冰蓋和南極冰蓋消融分別貢獻(xiàn)了15%和8%。另外，受降水、蒸發(fā)、徑流等影響的淡水在陸地的儲存量也影響著全球海平面變化，但其短期波動較強(qiáng)，并且不易觀測，對海平面變化的貢獻(xiàn)不確定性較大。
這些數(shù)字意味著什么？
“首先意味著海平面上升是一個(gè)復(fù)雜的問題，不僅僅是海洋圈的問題，也是冰凍圈、陸地和大氣圈層的綜合問題，其反映了這些圈層在氣候變化下的累積效應(yīng)。”成里京解釋說，“其次，海洋升溫的貢獻(xiàn)依然是最大的，這意味著雖然工業(yè)革命以來全球變暖的能量積累到了海洋里面，看似遠(yuǎn)離人類生活的陸地，但卻會對人類產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。最后，格陵蘭和南極冰蓋開始并加速消融值得高度警惕。雖然全部消融的情況在短期內(nèi)不會發(fā)生，但格陵蘭和南極存儲了地球90%以上的冰，如果南極和格陵蘭冰蓋全部融化，會使得海平面上升超過60米。”
“這次WCRP發(fā)布的報(bào)告告訴我們，透過海平面上升來理解全球氣候變化，是一個(gè)系統(tǒng)性和全球性的復(fù)雜問題，它已經(jīng)滲透到了地球系統(tǒng)各個(gè)圈層。我們需要繼續(xù)和加強(qiáng)海平面及其各個(gè)貢獻(xiàn)因素的綜合監(jiān)測，深入理解過去的變化，并對未來海平面變化進(jìn)行更好的預(yù)測。這些基礎(chǔ)性工作可以為應(yīng)對海平面上升風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，我們也需要更積極地應(yīng)對海平面上升可能帶來的各種影響和災(zāi)害。”成里京說。（記者 張文靜）
《中國科學(xué)報(bào)》 (2018-09-14 第3版 科普)
最近，世界氣候研究計(jì)劃全球海平面收支研究組發(fā)布了一份評估報(bào)告，給我們帶來了一個(gè)令人擔(dān)憂的消息。報(bào)告稱，自1993年以來，全球海平面顯著上升，平均每年上升趨勢為3.1毫米，也就是說，25年來，海平面上升了約8厘米，且這一上升趨勢正在加速。
90多位科學(xué)家共同撰寫一份報(bào)告
作為全球變化研究中開展較早的一個(gè)計(jì)劃，世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）由世界氣象組織與國際科學(xué)聯(lián)合會聯(lián)合主持，目的是擴(kuò)充人們對于氣候機(jī)制的認(rèn)識，預(yù)測氣候變化，監(jiān)測人類活動對氣候所產(chǎn)生的影響。
大概一年半以前，WCRP海平面研究小組召集全球90多名科學(xué)家開始共同撰寫一份報(bào)告，分析1993年以來全球海平面變化及其貢獻(xiàn)因素。
為何對海平面變化的分析需要如此“興師動眾”？
中科院大氣物理研究所副研究員成里京解釋說，除了海平面變化這一研究方向非常重要以外，還因?yàn)橛绊懞Ｆ矫孀兓囊蛩胤浅?fù)雜，研究子領(lǐng)域也較為繁多。
“海平面變化的影響因素包括海洋本身物理要素的變化，如海洋溫度變化，我們稱之為熱容海平面；包括冰凍圈的變化，如陸地冰川、格陵蘭和南極冰蓋的消融；還包括大氣和海洋協(xié)同的變化，如降水、蒸發(fā)和徑流量的變化造成的海洋和陸地、大氣間的淡水交換等。這些復(fù)雜的因素使得海平面變化研究覆蓋了地球科學(xué)多個(gè)學(xué)科，吸引了國內(nèi)外一大批優(yōu)秀的科學(xué)家參與研究。”成里京說。
成里京是該評估報(bào)告的撰寫者之一。由于在全球海洋溫度數(shù)據(jù)分析方面具有優(yōu)勢，中科院大氣物理研究所受邀參與了報(bào)告中熱容海平面變化章節(jié)的撰寫，并提供了該所的海洋溫度格點(diǎn)分析數(shù)據(jù)，用以估計(jì)海洋溫度變化造成的海平面變化。
1992年底，美法合作的“托佩克斯/海神”衛(wèi)星發(fā)射。這顆衛(wèi)星攜帶了一臺名為雷達(dá)測高計(jì)的儀器，能夠提供非常精確的全球海平面測量結(jié)果。這使得自1993年開始，全球總的海平面變化有了衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)。
同時(shí)，每一個(gè)海平面變化的貢獻(xiàn)要素又都有其獨(dú)立的觀測。比如，海洋溫度變化有海洋溫度現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)；陸地冰川、格陵蘭和南極冰蓋消融既有現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)，也有2003年以來的衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)（GRACE衛(wèi)星）。“不同的數(shù)據(jù)有其各自優(yōu)勢，也有一定的不確定性。”成里京說。
更為復(fù)雜的是，在海平面變化研究領(lǐng)域，每一個(gè)單獨(dú)的研究方向都有大量學(xué)者構(gòu)建了不同的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，這使得單個(gè)研究團(tuán)隊(duì)很難完整搜集到每一個(gè)子領(lǐng)域的最佳數(shù)據(jù)，從而對海平面收支情況進(jìn)行完整的評估。
由于使用數(shù)據(jù)的差異，過去幾年發(fā)表的很多研究結(jié)果，都對海平面收支情況產(chǎn)生了不同的結(jié)論。
“所以，此次WCRP集合了超過90位全球海平面變化及其子領(lǐng)域的專家，通過系統(tǒng)性地搜集和整理目前國際上的最佳數(shù)據(jù)集，來對1993年以來的海平面收支情況進(jìn)行評估。這份報(bào)告想回答的是下面幾個(gè)問題：全球海平面自1993年以來變化有多少？是否在加速？是否可以閉合海平面收支？各個(gè)貢獻(xiàn)因子的相對貢獻(xiàn)到底有多大？”成里京說。
3.1毫米是怎樣得來的
最近，這份評估報(bào)告正式發(fā)布。報(bào)告顯示，自1993年以來，全球海平面在加速上升，平均每年上升3.1毫米。
這個(gè)數(shù)字是怎樣得來的？
成里京告訴記者，本次報(bào)告中總的海平面變化觀測數(shù)據(jù)是基于“托佩克斯/海神”衛(wèi)星提供的原始數(shù)據(jù)。國際上不同的研究小組用不同算法反演總的海平面變化，得到的結(jié)果總體非常一致——1993～2017年的平均海平面上升速率在每年3.08～3.13毫米。因此，本次報(bào)告的最優(yōu)估計(jì)為每年上升3.1毫米。
但記者在查閱資料時(shí)發(fā)現(xiàn)，“托佩克斯/海神”衛(wèi)星的監(jiān)測數(shù)據(jù)有一度曾表現(xiàn)為海平面上升的速度在放緩。為何會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？
成里京解釋說，首先，海平面變化并不是簡單的直線上升。地球系統(tǒng)復(fù)雜的內(nèi)部變率以及不斷變化的外部強(qiáng)迫使得海平面變化中有復(fù)雜的波動變化。比如厄爾尼諾現(xiàn)象和拉尼娜現(xiàn)象（厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)海平面會上升，拉尼娜事件發(fā)生時(shí)海平面會下降），以及火山爆發(fā)（如1992年皮納圖博火山爆發(fā)以后海平面短暫下降）。
“同時(shí)，‘托佩克斯/海神’衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)在1998年之前也有一些系統(tǒng)性偏差，數(shù)據(jù)本身具有一定的不確定性。這些因素和長期上升趨勢一起反映在觀測到的海平面變化中，影響著海平面上升速度，特別是加速度的估算。”成里京解釋道，“不過，目前而言，不論這些影響因素多復(fù)雜，所有數(shù)據(jù)都顯示自1993年以來海平面在上升，目前主流海平面研究領(lǐng)域?qū)Ｆ矫嫔仙o爭議。”
只不過，受到上述因素的影響，目前海平面是否加速上升尚存在一些爭議。“但隨著‘托佩克斯/海神’衛(wèi)星積累了超過25年的數(shù)據(jù)，包括本次報(bào)告在內(nèi)的一些最新研究提供了越來越多的證據(jù)，表明海平面在加速上升。”成里京說，科學(xué)研究基本不存在“一錘定音”，科學(xué)家們總是需要積累更多數(shù)據(jù)和證據(jù)，不斷增加對自然現(xiàn)象和科學(xué)問題的認(rèn)知。“對于海平面變化而言，更多更長的監(jiān)測數(shù)據(jù)，不斷地投入研究明確和解決存在的問題，是澄清爭議的唯一路徑。”
須繼續(xù)監(jiān)測并預(yù)測
此次報(bào)告的另一個(gè)重要內(nèi)容，就是分析了1993年以來全球海平面變化的各個(gè)貢獻(xiàn)因素及其貢獻(xiàn)比例。
報(bào)告顯示，自1993年以來，全球海平面上升的主要原因，在于海洋升溫導(dǎo)致的熱膨脹效應(yīng)，其貢獻(xiàn)比例為42%。此外，陸地冰川融化貢獻(xiàn)了21%，格陵蘭冰蓋和南極冰蓋消融分別貢獻(xiàn)了15%和8%。另外，受降水、蒸發(fā)、徑流等影響的淡水在陸地的儲存量也影響著全球海平面變化，但其短期波動較強(qiáng)，并且不易觀測，對海平面變化的貢獻(xiàn)不確定性較大。
這些數(shù)字意味著什么？
“首先意味著海平面上升是一個(gè)復(fù)雜的問題，不僅僅是海洋圈的問題，也是冰凍圈、陸地和大氣圈層的綜合問題，其反映了這些圈層在氣候變化下的累積效應(yīng)。”成里京解釋說，“其次，海洋升溫的貢獻(xiàn)依然是最大的，這意味著雖然工業(yè)革命以來全球變暖的能量積累到了海洋里面，看似遠(yuǎn)離人類生活的陸地，但卻會對人類產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。最后，格陵蘭和南極冰蓋開始并加速消融值得高度警惕。雖然全部消融的情況在短期內(nèi)不會發(fā)生，但格陵蘭和南極存儲了地球90%以上的冰，如果南極和格陵蘭冰蓋全部融化，會使得海平面上升超過60米。”
“這次WCRP發(fā)布的報(bào)告告訴我們，透過海平面上升來理解全球氣候變化，是一個(gè)系統(tǒng)性和全球性的復(fù)雜問題，它已經(jīng)滲透到了地球系統(tǒng)各個(gè)圈層。我們需要繼續(xù)和加強(qiáng)海平面及其各個(gè)貢獻(xiàn)因素的綜合監(jiān)測，深入理解過去的變化，并對未來海平面變化進(jìn)行更好的預(yù)測。這些基礎(chǔ)性工作可以為應(yīng)對海平面上升風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，我們也需要更積極地應(yīng)對海平面上升可能帶來的各種影響和災(zāi)害。”成里京說。（記者 張文靜）
《中國科學(xué)報(bào)》 (2018-09-14 第3版 科普)
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