人类活动引发的气候变化正在推高全球海平面,加剧洪水风险,威胁沿海社区。这一点早已不是新闻。但最新研究确认了一个更令人不安的事实:海平面不仅在上升,而且上升速度正在逐年加快。更关键的是,科学家终于把这笔"海平面账"算明白了——过去几十年里,观测到的海平面变化与各项成因估算之间始终存在一个"预算缺口",现在这个缺口被补上了。

这项研究今天发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上。研究团队整合了1960年至2023年的最新观测数据,协调了不同仪器的测量结果,并纳入了学界对海平面上升及其构成要素的最新估算。用研究合著者、明尼苏达州圣保罗市圣托马斯大学工程师约翰·亚伯拉罕的话来说:"多年来,观测到的海洋上升幅度与各项单独成因能解释的幅度之间存在一个令人沮丧的缺口。这项工作表明,借助更好的仪器、流程和更智能的分析,这个知识缺口是可以弥合的。我们可以更有信心地解释海平面上升了。"

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那么,这笔账具体是怎么算的?研究团队把海平面上升的驱动因素拆解成了几个清晰的条目。

第一大项:海水热膨胀,占43%

自1960年以来,海平面上升的最大推手是海水受热膨胀。简单来说,海水变暖后会膨胀,就像温度计里的红色液柱遇热上升一样。这个过程单独贡献了43%的海平面上升幅度。这也是物理规律最直接的体现——海洋吸收了气候系统中绝大部分多余热量,这些热量让海水体积膨胀,海面随之抬高。

第二大项:冰川融化,占27%

山地冰川的融化是第二大来源,贡献了27%的上升幅度。这些冰川遍布全球高山地区,从喜马拉雅到安第斯,从阿尔卑斯到阿拉斯加。它们对温度变化极为敏感,是气候变化的"早期预警系统"。与极地冰盖相比,山地冰川体量较小,但响应速度快,在过去几十年里持续退缩。

第三大项:格陵兰冰盖融化,占15%

格陵兰冰盖是北半球最大的冰体,其融化贡献了15%的海平面上升。近年来,格陵兰的夏季表面融化加剧,冰盖边缘的冰川向海洋流动加速,冰盖整体质量损失正在增加。

第四大项:南极冰盖融化,占12%

南极冰盖贡献了12%的上升幅度。南极的情况比格陵兰更复杂——西部南极洲的冰盖基岩位于海平面以下,对海洋变暖尤为脆弱;而东部南极洲的冰盖体量更大,目前相对稳定,但长期前景存在不确定性。

第五大项:陆地储水减少,占3%

最后3%来自陆地储水能力的变化。地下水开采、水库建设、土地利用变化等因素改变了水在陆地上的分布,更多水流向海洋,推高了海平面。

把这几项加起来,1960年以来的海平面上升"预算"基本平衡了。但这只是故事的一半。

研究团队还计算了海平面上升的速度变化,发现了更值得关注的现象。上升速度已经翻倍:1960年至2023年的平均速度是每年2毫米,而2005年至2023年的平均速度达到了每年4毫米。换句话说,最近十几年的上升速度是此前四十多年平均速度的两倍。

是什么在推动这种加速?研究团队同样给出了分项拆解。

加速的首要推手:海洋变暖,占41%

海水热膨胀不仅是总量上的最大贡献者,也是加速的最大推手,贡献了41%的加速幅度。这意味着海洋正在吸收更多热量,膨胀效应在增强。

加速的次要推手:陆地储水减少,占21%

出人意料的是,陆地储水减少贡献了21%的加速幅度,是第二大加速因素。这可能反映了地下水开采规模的扩大,以及气候变化对陆地水循环的影响。

剩下的加速份额由冰川和冰盖融化分担,但研究没有给出更细的分项数字。

这项研究的价值不仅在于"对上了账",更在于它为未来预测提供了更可靠的基础。理解不同过程对海平面的贡献程度——即所谓的"海平面预算"——能帮助科学家更好地预测在不同气候情景下,海平面将在何处、以多快的速度上升。

研究也揭示了一个现实:海平面观测和研究的投入直接影响预测能力。更好的仪器、更长的数据记录、更持续的资金支持,才能缩小知识缺口,为政策制定者和地方社区提供制定应对策略所需的依据。

至于那些指望海平面上升会自行放缓的人,这项研究的数据指向另一个方向。速度已经翻倍,而驱动加速的主要机制——海洋变暖——仍在持续。这笔账算清了,但账单还在增长。