海平面為何上升？答案可不只是冰川融化

李熙晨

全球變暖引起的海平面上升作為一個與人們生活息息相關的科學問題，一直是公眾關注的焦點。海平面上升引起了一系列經濟、社會問題，如最近幾十年沿海地區(qū)風暴的發(fā)生頻率逐年增加、強度逐年增大;南太平洋的一些小島已經深切感受到海平面上升的影響，其很大范圍的陸地已經被淹沒。世界上最大的10個城市中有8個靠近海岸，全球有40%～50%的人口居住在易受海平面上升影響的沿海地區(qū)，全球海平面的持續(xù)上升給沿海、低洼和小島嶼地區(qū)帶來越來越大的氣候風險。

海平面上升的現狀

全球分布著上千個驗潮站，它們是觀測海平面變化的主要場所。驗潮站是指在選定的地點，用特定儀器來記錄水位的變化，進而了解海區(qū)潮汐變化規(guī)律的觀測站。驗潮站可以了解當地海水潮汐變化的規(guī)律，能夠確定和建立統(tǒng)一的平均海平面。隨著科學技術的發(fā)展，現在已經可以利用衛(wèi)星進行海面觀測，衛(wèi)星海洋觀測系統(tǒng)由衛(wèi)星上的遙感器系統(tǒng)和地面遙感數據接收站組成，可以更準確、更全面地觀測海平面的高度。

科學家用6種不同的計算方法統(tǒng)計了過去130年海平面平均高度的變化情況，結果非常相似：過去130年，海平面變化顯著，上漲速度大約為2mm/年。海平面的上升并不是全球一致的，局部海平面上升的情況各有差別。例如，在過去30年內，西太平洋區(qū)域比其他的區(qū)域上升速度更快。

什么原因造成了海平面上升

海平面上升主要有3個影響因素：冰川融化，海洋升溫和風場強迫。首先是冰川融化，兩極冰川儲存了大量的固態(tài)水，冰川融化后的液態(tài)水進入海洋會造成海平面的上升;過去30年，增溫不僅僅發(fā)生在表面，深層也在增溫，海水受熱發(fā)生膨脹，以100m厚的海水層為例，當溫度為25℃時，水溫每增加1℃，水層就將會膨脹約0.5cm;最后是風場強迫，比如，太平洋持續(xù)吹東風，即風向向西的時候，太平洋西岸的海面會相對其他區(qū)域高很多。

冰川融化是全球海平面上升的重要因素之一，地球上的冰川主要存在于三個不同的區(qū)域。第一，南極大陸，如果南極大陸的冰川全部融化，全球海平面會上升60m左右。第二，格陵蘭島，這里是很重要的淡水存儲地。第三，高山的山地冰川，山地冰川對全球海平面的影響相比于兩極冰川偏弱。

南極洲的冰損失速度從1979—1990年期間的400億t/年增加到2009—2017年期間的2520億t/年，增長了6倍。觀察南極地圖會發(fā)現，南極洲中間有一個貫穿南極的山脈，在西南極內陸地區(qū)，大部分的地表是低于海平面的，這就造成這塊冰川非常不穩(wěn)定，沿岸的冰川融化之后，會立刻加速西南極冰川的融化。此外，西南極對全球變暖的敏感性更強。衛(wèi)星觀測的資料顯示，過去三四十年，西南極區(qū)域增溫的速度大于東南極，這是非常劇烈的變化過程。1992—2017年，南極洲共減少2.71萬億t的冰，大約相當于每秒損失三個奧林匹克規(guī)模的游泳池。其中，有一半是在過去5年中減少的，這表明融化速度在加快。

為什么西南極區(qū)域增溫那么快？這是因為全球海洋存在年際和年代的差別，這種海洋變率過程，可以激發(fā)大氣的波動，造成全球環(huán)流的改變，也包括造成南極周邊大氣風流的改變。由于年際和年代的振蕩，西南極區(qū)域會吹北風，將大量中緯度熱量帶到西南地區(qū)，造成西南極迅速增溫，而在東南極地區(qū)更多地吹南風，增溫的趨勢沒有那么明顯。正是地球系統(tǒng)內部變率、年際和年代震蕩放大了全球變暖的效應，引起西南極冰川快速融化。