危!海平面正在上升,人類能逆轉這個局面嗎?

2021年10月23日10:30

  來源:中國科普博覽

  從太空鳥瞰,地球總體上呈現美麗的蔚藍色。浩瀚深邃的海洋,覆蓋了地球71%的表面積,是宇宙中獨一無二的美景。

  GOSE-8氣象衛星於靜止軌道上拍攝的地球全貌

  (圖片來源:NASA)

  海洋是生命之源,是巨大的氣候調節器,對我們的地球家園至關重要。然而,在氣候日趨變暖的大背景下,全球海平面也在持續上升,給人類社會的生存發展帶來了嚴重挑戰。

  美國國家海洋和大氣管理局的研究表明,相比於1880年,全球海平面如今已經升高了21-24釐米。而且全球氣溫每升高1℃,海平面就會上升2.3米。到2100年,全球氣溫預計將會升高2至5℃,這是一道誰也不願意麵對的懲罰題。

  1993-2020衛星實測全球海平面變化幅度,年均上漲3.3毫米

  (圖片來源:NASA GoddardSpace Flight Center)

  海平面持續上升最直觀的結果是海岸線潰退,陸地遭到蠶食,一些沿海地區將不複存在。

  科幻電影《未來水世界》的場景並不是危言聳聽。據《Nature》雜誌發佈的研究顯示,到本世紀中葉,約有1.5億人將生活在海平面以下的陸地上,像基里巴斯、圖瓦盧等太平洋島國將首當其衝。

  如果局面持續惡化,甚至全球主要的沿海城市,如上海、東京、紐約等,都存在被淹沒的可能。一些腹地廣闊的大國尚有回轉餘地,而荷蘭、新加坡這樣的小國如果面臨最壞的結局,整個國家都會從地圖上消失。

  假設全球陸地冰川融化後,中國沿海海平面上漲的動態模擬

  上:深圳與香港, 中:台灣,下:長三角

  (圖片來源:參考資料2)

  Part.1

  是什麼導致了海平面上升?

  人們通常認為海平面上升的原因便是冰川融化,但聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)給出的報告顛覆了這一看法——導致海平面上升的主要原因並不是冰川融化,而是海水的熱膨脹效應。

  這一看似簡單的熱脹冷縮現象,在海平面上升的過程中貢獻了42%。相比之下,陸地冰川融化的效果僅占21%。那麼,海水的受熱膨脹情況又是如何呢?

  根據中科院大氣物理所及國家海洋環境預報中心等單位的聯合研究,僅2018年,地球海洋上層2000米的海水熱含量比2017年增加了0.91×10^22焦耳——相當於中國2017年全年發電量的388倍,或者廣島原子彈爆炸釋放出能量的1億倍。有了如此巨大的熱含量增長,海水的體積將受熱膨脹。

  值得一提的是,冰川融化釋放出的巨量淡水,將會增加大氣層中的水汽含量,而水汽具有非常明顯的溫室效應,反過來又會增加冰川融化,形成我們不願見到的惡性循環。

  近年多項研究普遍揭示了這樣一個事實,那就是海平面不僅在上漲,而且上漲的速度在加快。

  Part.2

  海平面上升有什麼後果?

  海平面上升,最直觀的結果是海岸線潰退,陸地遭到蠶食。但海平面上升隨之出現的一系列副產物也應當引起警惕。

  1。加劇氣候變化

  氣候變化的加劇難以定量,但是影響深遠。海洋作為龐大的地表儲熱體,對地球氣候運動起著十分重要的作用。海洋內部的洋流循環以及海陸空之間的熱量、水汽循環,塑造了地球上風格迥異的自然景觀和複雜多樣的天氣現象。

  但在目前全球變暖的背景下,海陸表面積的此消彼長,會打破本就脆弱的熱量平衡。海洋的蒸騰量和儲熱量增加,都有可能引發氣候失穩,加大極端天氣事件的發生概率。

  (圖片來源:NOAA美國國家海洋和大氣管理局)

  2。海平面上升,災害性的風暴潮影響將更為明顯

  洪澇災害加劇,會增加排汙難度,導致沿海可供利用的淡水資源短缺,對社會經濟可持續發展和人民生產生活產生不利影響。

  3。生態環境受到威脅

  受海平面不斷上升和海岸防護阻礙的影響,潮間帶物種的棲息地被壓縮,長此以往將導致生物多樣性受損、生態系統功能退化,物種丰度和生物群落結構發生改變。

  澳州昆士蘭大學2016年的一項研究顯示,海平面上升已導致一種生活在大堡礁上的裸尾鼠滅絕。

  除此之外,一些沿海地區還有個不容忽視的現象:由於過度開採地下水導致的地面沉降,會使地表相對海平面降低,客觀上疊加放大了海平面上升的災害風險。

  最為典型的例子,是人口極為密集的印尼首都雅加達。

  雅加達約有40%的部分已處於海平面以下,不僅如此,雅加達地面沉降愈發嚴重。於是,印尼政府提出了2024年遷都計劃,要將首都搬遷至加里曼丹,這個過程將耗資近400億美元,但這也是權衡利弊之下不得已而為之的做法。

  海平面上漲加劇雅加達市區內澇

  (圖片來源:印尼國家通訊社)

  Part.3

  人類能做什麼?

  應對海平面上升,人類需要提前做好準備。

  一是提高海平面監測預警和風險評估能力。可利用衛星等手段加強海平面變化的信息收集分析,開展預警監測和脆弱性評估,為編修建設規劃和災害預案提供決策依據;

  二是完善海岸帶防災減災功能。在注重生態發展的同時,構築立體防護體系,對防浪堤等設施進行加高加固,興修排洪水利設施。

  杜拜棕櫚島外圍的防浪堤,兼具美觀和防護作用

  (圖片來源:阿聯酋杜拜旅遊局)

  不過,這些措施只具備暫時的紓困功能。要從根本上解決海平面上升問題,還是要聚焦於氣候變化這一核心點,通過減少碳排放等方式緩解溫室效應。

  聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)於2019年發佈的報告指出,人類需要在2100年前去除大氣中1千億至1萬億噸二氧化碳,方能將全球升溫幅度控制在1.5℃以內,以避免一系列氣候災變的產生。

  為了應對氣候變化,中國也提出了要在2030年實現碳達峰,並於2060年前實現碳中和的目標。

  應對海平面上升,需要全球攜手起來。

  參考文獻:

  (1)Rebecca Lindsey。 Climate Change: Global Sea Level。 NOAA。 2021.01.25。

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

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

  (4)2020年中國海平面公報。 自然資源部海洋預警監測司。 2021.04。

  (5)海洋防災減災專題——海平面上升。 國家海洋信息中心。2011.05.06。

  (6)海平面上升影響脆弱區評估技術指南。 HY/T 227-2018。 全國海洋標準化技術委員會。 2018.02.13。

  出品:科普中國

  製作:林濤

  監製:中國科學院計算機網絡信息中心

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