危!海平面正在上升,人类能逆转这个局面吗?
发布时间:2021-10-18
出品:科普中国
制作:林涛(科普作者)
监制:中国科学院计算机网络信息中心

  从太空鸟瞰,地球总体上呈现美丽的蔚蓝色浩瀚深邃的海洋,覆盖了地球71%表面积,是宇宙中独一无二的美景。

  

  GOSE-8气象卫星于静止轨道上拍摄的地球全貌

  图片来源:NASA

  海洋是生命之源,是巨大的气候调节器,对我们的地球家园至关重要。然而,在气候日趋变暖的大背景下,全球海平面也在持续上升,给人类社会的生存发展带来了严重挑战。

  美国国家海洋和大气管理局的研究表明,相比于1880年,全球海平面如今已经升高了21-24厘米。而且全球气温每升高1℃,海平面就会上升2.3米。2100年,全球气温预计将会升高25℃全球海平面将上升1米。

  

  1993-2020卫星实测全球海平面变化幅度,年均上涨3.3毫米

  (图片来源:NASA Goddard Space Flight Center

  海平面持续上升最直观结果是海岸线溃退,陆地遭到蚕食,一些沿海地区将不复存在

  科幻电影《未来水世界》的场景并不是危言耸听。据《Nature》杂志发布的研究显示,到本世纪中叶,约有1.5亿人将生活在海平面以下的陆地上,像基里巴斯、图瓦卢等太平洋岛国将首当其冲。

  如果局面持续恶化,甚至全球主要的沿海城市,如上海、东京、纽约等,都存在被淹没的可能。一些腹地广阔的大国尚有回转余地,而荷兰、新加坡这样的小国如果面临最坏的结局,整个国家都会从地图上消失。

 

  假设全球陆地冰川融化后,中国沿海海平面上涨的动态模拟

  上:深圳与香港 中:台湾 下:长三角

  (图片来源:参考资料2

是什么导致了海平面上

  人们通常认为海平面上升的原因便是冰川融化,但联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)给出的报告颠覆了这一看法——导致海平面上升的主要原因并不是冰川融化,而是海水的热膨胀效应

  这一看似简单的热胀冷缩现象在海平面上升的过程中贡献了42%相比之下,陆地冰川融化的效果仅占21%那么海水的受热膨胀情况又是如何呢?

  根据中科院大气物理所及国家海洋环境预报中心等单位的联合研究,仅2018年,地球海洋上层2000米的海水热含量比2017年增加了0.91×10^22焦耳——相当于中国2017年全年发电量的388倍,或者广岛原子弹爆炸释放出能量的1亿倍。有了如此巨大的热含量增长,海水的体积将受热膨胀。

  值得一提的是,冰川融化释放出的巨量淡水,将会增加大气层中的水汽含量,而水汽具有非常明显的温室效应,反过来又会增加冰融化,形成我们不愿见到的恶性循环。

  近年多项研究普遍揭示了这样一个事实,那就是海平面不仅在上涨,而且上涨的速度在加快。

海平面上有什么后果?

  海平面上升,最直观的结果是海岸线溃退,陆地遭到蚕食。海平面上升随之出现的一系列副产物也应当引起警惕

  1.加剧气候变化

  气候变化的加剧难以定量,但是影响深远。海洋作为庞大的地表储热体,对地球气候运动起着十分重要的作用海洋内部的洋流循环以及海陆空之间的热量、水汽循环,塑造了地球上风格迥异的自然景观和复杂多样的天气现象。

  但在目前全球变暖的背景下,海陆表面积的此消彼长,会打破本就脆弱的热量平衡。海洋的蒸腾量和储热量增加,都有可能引发气候失稳,加大极端天气事件的发生概率

  

  全球海洋表层温度异常距平分析(20216月至9月)

  (图片来源:NOAA美国国家海洋和大气管理局

  2.海平面上升,灾害性的风暴潮影响将更为明显

  洪涝灾害加剧,会增加排污难度,导致沿海可供利用的淡水资源短缺,对社会经济可持续发展和人民生产生活产生不利影响。

  3.生态环境受到威胁

  受海平面不断上升和海岸防护阻碍的影响,潮间带物种的栖息地被压缩,长此以往将导致生物多样性受损、生态系统功能退化,物种丰度和生物群落结构发生改变。

  澳大利亚昆士兰大学2016年的一项研究显示,海平面上升已导致一种生活在大堡礁上的裸尾鼠灭绝。

  除此之外,一些沿海地区还有个不容忽视的现象:由于过度开采地下水导致的地面沉降,使地表相对海平面降低,客观上叠加放大了海平面上升的灾害风险。

  最为典型的例子,是人口极为密集的印尼首都雅加达。

  雅加达40%的部分已处于海平面以下,不仅如此,雅加达地面沉降愈发严重。于是,印尼政府提出2024年迁都计划,将首都搬迁至加里曼丹,这个过程将耗资近400亿美元,但这也是权衡利弊之下不得已而为之的做法。

  

  海平面上涨加剧雅加达市区内涝

  (图片来源:印尼国家通讯社

人类能做什么

  应对海平面上升,人类需要提前做好准备。

  一是提高海平面监测预警和风险评估能力可利用卫星等手段加强海平面变化的信息收集分析,开展预警监测和脆弱性评估,为编修建设规划和灾害预案提供决策依据;

  二是完善海岸带防灾减灾功能在注重生态发展的同时构筑立体防护体系,对防浪堤等设施进行加高加固,兴修排洪水利设施。

   

  迪拜棕榈岛外围的防浪堤,兼具美观和防护作用

  (图片来源:阿联酋迪拜旅游局

  不过,这些措施只具备暂时的纾困功能。从根本上解决海平面上升问题,还是要聚焦于气候变化这一核心点,通过减少碳排放等方式缓解温室效应。

  联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)于2019年发布的报告指出,人类需要2100年前去除大气中1千亿至1万亿吨二氧化碳,方能将全球升温幅度控制在1.5℃以内,以避免一系列气候灾变的产生。

  为了应对气候变化,中国也提出了要在2030实现碳达峰,并于2060年前实现碳中和的目标

  应对海平面上升,需全球携手起来。

  参考文献:

  1Rebecca Lindsey. Climate Change: Global Sea Level. NOAA. 2021.01.25.

  2www.chinafile.com/reporting-opinion/environment/submerged?utm_source=Asia+Society&utm_campaign=327cf83d9f-eNews_150602&utm_medium=email&utm_term=0_de00ad8d9d-327cf83d9f-170713053.

  3Cheng, L. J., and Coauthors, 2019: 2018 continues record global ocean warming. Advances in Atmospheric Sciences., 36(3).

  42020年中国海平面公报. 自然资源部海洋预警监测司. 2021.04.

  5海洋防灾减灾专题——海平面上升. 国家海洋信息中心. 2011.05.06.

  6海平面上升影响脆弱区评估技术指南. HY/T 227-2018. 全国海洋标准化技术委员会. 2018.02.13.

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