德国西根大学领导的一项新研究发现,自20世纪60年代以来,海平面上升的加速可能与南半球西风的变化有关。这项研究发表在8月5日的《自然气候变化》杂志上,研究了一组全球潮汐测量记录,结合卫星测高的空间信息,对加速度进行时空追踪。
“从20世纪90年代初开始,卫星测量海平面,几乎整个海洋都有很高的精度和很好的空间覆盖。科学家们发现,在过去的25年里,它的全球平均速度加快了,这主要是由于格陵兰岛和南极洲的融化增加,”塞根大学的科学家、该论文的第一作者南肯丹多夫说。“但到目前为止,还不清楚这种加速从哪个区域开始,哪些过程对其影响最大。在1992年卫星测高出现之前,我们的知识主要依赖于数百个记录世界海岸线海平面的验潮仪,以及我们基于这些记录在全球范围内重建海平面的可行方法,这阻碍了这些问题的答案。太不精确了。”
来自美国和欧洲的一组国际科学家解决了这个问题,并开发了一种新方法,从潮汐测量记录中估计海平面的空间模型,并以迄今为止前所未有的精度再现更完整的卫星数据。“对验潮仪的新估计显示,加速度与过去25年太空卫星记录的加速度相似。然而,这也表明,与20世纪90年代初卫星测高的出现相反,加速实际上始于20世纪60年代。”波士顿学院地球物理学家卡林海补充说,这项研究的合著者。事实上,这项新的研究表明,全球海平面上升的速度已经从20世纪60年代每年略低于1毫米增加到今天每年超过3毫米。
自工业时代以来,地球大气中温室气体浓度的上升使地球温度升高了1c左右,这种升高导致了全球海平面的上升,这是由于随着冰川和冰盖的陆地冰融化,温度升高,水的膨胀,流向海洋的水量增加。然而,这种海平面上升并不一致。随着地球重力场的变化,海洋环流和主要风型对水的重新分配是不均匀的,因此一个地区的海平面上升可能伴随着其他地方的海平面下降。
丹根多夫指出:“我们发现,观测到的海平面上升加速度大部分来自南半球,在澳大利亚和新西兰东部的南太平洋副热带地区有一个特定的热点。在这个地区,加速度是全球平均水平的五倍,而与此同时,海平面进一步向南下降。海平面上升速度的变化似乎受南半球西风变化的控制,这种变化也被称为咆哮的四十年代。同期,由于海平面上升速度较前加快,整个半球西风明显增强,在南太平洋的纬度位置略有变化。
“不断变化的风以两种方式影响海平面:首先,它们将温暖的上层海水向北移动,这解释了副热带太平洋海平面上升急剧增加的原因。其次,不太直观,他们还控制下面的海洋吸收热量。上升的冷水吸收热量比替换上层海洋的温水更快。当南半球的西风加强时,更多的热量从大气泵被泵入海洋,导致水柱上升,因此全球海平面上升,”丹根多夫解释说。
这些发现强调了热膨胀在海平面上升中的重要作用。此外,研究表明,政府间气候变化专门委员会在2013年预测的21世纪加速已经持续了几十年。推测未来探测到的加速度将使2100年的海平面上升增加一倍以上,这可以简单地通过继续当前的速率来实现。