喋喋不休的海平面上升不匹配问题得到解决

2020-08-20 04:38:16

海平面上升是气候变化明确的后果。温暖的海水会膨胀,而融化的陆地冰会流入大海。但是,如果自然界不把事情搞得更复杂一点,那又有什么意思呢?许多过程可能导致不同海岸经历的趋势不同,从海洋环流到陆地海拔的上升或下降。虽然我们想量化每个海平面上升的贡献者,但数字并不总是完美地叠加在一起也就不足为奇了。

因此,研究人员求助于一种名为“关闭预算”的过程--将冰块质量损失、海水热膨胀和陆地蓄水量变化的估计值相加,然后将其与验潮仪和卫星估算的海平面趋势进行比较。近几十年来,研究已经关闭了预算,包括从1990年左右开始的良好卫星数据时代,并将其延伸到大约1960年。但在20世纪上半叶,验潮仪变得稀少,对冰川和海洋温度的观测也是如此。因此,我们基于估计的海平面上升原因所预期的与我们认为看到的基于估计的海平面上升之间仍然存在不匹配。显然,海平面上升的幅度超出了我们在那个时期所能解释的范围。

研究人员一直在从各个角度研究这些问题,清理数据集问题,解决土地海拔变化等复杂问题。因此,由加州理工学院喷气推进实验室的托马斯·弗雷德里克斯(Thomas Frederkse)领导的一个团队决定,是时候再试一次了。Frederkse和他的同事们发现,现在的估计一直追溯到1900年都是一致的。这包括几个海平面上升速率较高或较低的时间段。

结合他们能得到的每一个数据集,这些研究人员计算了从1900年到2018年的全球和地区估计。它们通过生成具有随机选择的可能值的5,000个实现来保留所有误差栏(称为蒙特卡罗分析)。

他们将温度对扩大海洋水量的影响(“恒温”海平面上升)与向海洋增加水分的因素(“重压”海平面上升)分开。这些问题包括山脉冰川融化、格陵兰和南极洲的冰盖,以及地下水资源的枯竭。水坝的建设抵消了这些影响,它在陆地上形成了以前不存在的地表水储存。

他们估计1900-2018年的平均海平面上升速度为每年1.56±0.33毫米。所有海平面变化因子的总和为每年1.52±0.33毫米-这是一个舒适的匹配。

1957-2018年和1993-2018年的估计也在误差范围内匹配,但这两个时期海平面加速上升,上升速度增加到每年约1.78毫米,然后是每年3.35毫米。

在20世纪上半叶,增加到海洋中的水占总海平面上升的80%以上,尽管在本世纪下半叶,大坝建设吞噬了这个数字。这里有一个更简单的比较:自1900年以来,由于气候变暖,冰川融化导致的海平面上升是扩张的两倍。

20世纪最大的两个偏差集中在20世纪40年代和70年代,当时海平面上升的速度稍快一些,而70年代的海平面上升速度稍慢一些。有趣的是,全球气温趋势有些相似,但热膨胀并不是导致海平面变化的原因。

在20世纪40年代,这一上升看起来是由于山脉冰川和格陵兰冰川的更大损失。另一方面,20世纪70年代的放缓与陆上大坝建设的高峰期相对应,通过填满新的水库“偷走”了海洋中的水。

放大到个别的海洋盆地,甚至必须考虑更多的因素。虽然像盐度对海水体积的影响这样的事情在全球平均水平上被冲走了,但它们在一个地区内变得非常重要。在20世纪初,没有足够的盐度数据可以追溯到世界各地那么远的地方。但是,尽管验潮仪和陆地海拔记录的数量不同,研究人员发现,每个大洋盆地的海平面上升预算都与1960年的观测结果相符。

不同的盆地之间有一些有趣的差异,例如,东太平洋的海平面上升速度比南大西洋慢。奇怪的是,北大西洋的海平面趋势与全球平均水平相当,尽管情况很奇怪。冰盖实际上对周围的海水施加了引力,将更多的水拉近,并提高了当地的海平面。因此,融化的冰川放松了这种吸引力,即使融化的水被倾倒到海洋中,也会降低当地的海平面。这一效应减缓了北大西洋海平面上升的速度。但与此同时,海底向下移动(冰河时代的遗迹)产生了相反的效果,抵消了重力的怪异。

总体而言,研究人员写道,“20世纪海平面预算的关闭,正如这里所展示的那样,意味着不需要额外的未知过程,如大规模的深海热膨胀或南极冰盖的额外质量损失,来解释观察到的全球海平面的变化。这些额外的过程被猜测是为了解释之前全球海平面预算研究中发现的未关闭的原因。“。

如果到目前为止我们对事件有了很好的把握,那就增加了一些信心,我们知道随着海洋变暖,更多的冰川冰从陆地上消失,海水将在哪里堆积,速度有多快。