《中佛罗里达大学研究发现,应对极端海平面取决于地点、时间》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2020-01-10
  • 在美国,沿海县约占全国国内生产总值的48%,占总人口的40%。沿海洪水对这些人口稠密、高度发达的热点地区的影响是毁灭性的,最近在2017年和2018年飓风季节,休斯顿、佛罗里达州部分地区和卡罗莱纳州发生了历史性巨大洪水。沿海洪水灾害受到全球平均海平面上升、平均海平面(MSL)、风暴潮气候学(SSC)和长期潮汐调制的影响。因此,在年际和较长时间尺度上详细了解沿海洪水风险变化的主要海洋学驱动因素MSL和SSC,对于制定可持续的适应计划,包括何时实施这些计划至关重要。

    有时,要理解现在就要回顾过去。中佛罗里达大学海岸研究人员正在采取方法,以查明极端海平面变化的原因。研究人员利用美国沿海潮汐测量仪的历史数据,制定了一个综合极端海平面(ESL)指标,该指标由平均海平面(MSL)和风暴潮气候学(SSC)的单独指标组成,以确定主要天气和海洋因素在影响美国沿海地区极端海平面方面发挥了多大作用。利用潮位计的水位资料来估计海平面及其年际和年代际变化,并确定观测到变化一致的海岸线。MSL和SSC指标均出现显著波动,各组成部分的指标与多年潮汐贡献相结合,形成综合ESL指标,不同成分的相对贡献在时间和空间上有很大的差异。研究人员希望,这一指标的进一步发展能让科学家们在未来预测何时何地会出现极端海平面变化。这个指标所做的,而其他指标没有显示的,是天气和气候力量如何与可预测的潮汐之间的相互作用,从而构成潜在的危险的正的海平面变化。

    为了开展这项研究,研究人员研究了导致极端海平面变化的关键因素——年平均海平面、低频潮汐和风暴潮。在本研究中,极端海平面变化是指正常条件下高于或低于水位阈值的可能性。这会对海岸线造成毁灭性影响,40%的美国人口居住在海岸线附近,即超过1.26亿人。

    低频潮比平均潮高,并且每隔一段时间就会出现,比如每18.6年或每4.4年。平均海平面每年都在变化,并可能受到厄尔尼诺-南方涛动等因素的影响。风暴潮是由飓风和东北风引起的。该指标显示,对于佛罗里达州的墨西哥湾海岸,如雪松基,平均海平面和风暴潮是造成极端海平面事件更高或更频繁的最主要原因。对于南大西洋海岸,包括佛罗里达州杰克逊维尔,平均海平面和低频潮汐比风暴潮的变化影响更大。这与北大西洋海岸形成鲜明对比,如缅因州波特兰,那里的低频潮汐比平均海平面或风暴潮的变化对极端海平面的影响更大,尤其是在夏季。了解这些差异有助于政策制定者制定沿海地区的恢复策略,减少社会和经济的损失。

    相关论文链接:https://www.nature.com/articles/s41597-019-0333-x

    (郭亚茹 编译,於维樱 审校)

  • 原文来源:https://www.ucf.edu/news/preparing-for-extreme-sea-levels-depends-on-location-time-ucf-study-finds/
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    • 由于全球变暖,自上世纪90年代初以来,全球海洋平均每年上升约3毫米,但它们同比上升多少则一直是专家们争论的问题,例如在联合国气候小组IPCC中。然而,海平面的上升是恒定的,还是每年都在加速?现在,在一项新研究中,一名丹麦学生表明,这种上升正在加速。换句话说,海洋每年都在以更快的速度增长。这项新的研究支撑了以前的研究,并已发表在科学期刊《太空研究进展》(Advances in Space Research)中。 这些计算是由Tadea Veng完成的,他在Ole Baltazar Andersen教授的指导下在丹麦技术大学(DTU)研究地球和空间物理与工程。Tadea Veng提到,他们使用来自欧洲独立卫星的数据,结果与联合国气候小组(UN Climate Panel)使用的基于美国卫星数据得出的海平面上升加速率相同。 根据新的计算,1991年至2019年的平均加速度为0.1毫米/年(或更准确地说,为0.095毫米/年)。这意味着,例如,如果海洋在2000年上升了2毫米,那么到2010年它们将上升3毫米,到2020年大约上升4毫米。这些新发现刚刚发表在备受尊敬的科学期刊《太空研究进展》上。去年12月,年仅25岁的Tadea在美国地球物理联合会年会上介绍了她的研究成果,这是世界上最大的空间与地球物理研究会议。 这些结果的计算基于来自绕地球轨道运行的许多欧洲遥感卫星的数据(欧洲航天局的ERS1,ERS2,Envisat和Cryosat任务)。Tadea Veng将自己的结果与根据IPCC定期发布的气候变化报告中使用的美国卫星数据进行了比较(美国卫星是NASA的Topex / Poseidon,Jason-1,Jason-2和Jason-3)。根据美国卫星的数据,计算出的加速度为0.084毫米/年。但是与美国的卫星不同,欧洲的卫星也在北极地区进行测量。因此,这项新研究为全球海平面上升提供了更全面的图景。 论文的合作者Ole Baltazar Andersen教授指出,近年来,由于美国最古老的卫星Topex / Poseidon的测量结果不准确,引起了人们关于加速度的争论。这就是为什么现在使用欧洲卫星的数据得出的结果也很重要。加速是模拟未来海平面上升的重要因素。Tadea为这项研究和联合国气候小组作出了重要而非常有用的贡献。这是一项扎实的科学工作,这就是为什么《太空研究进展》选择出版它。 换言之,现在毫无疑问,世界海洋正在上升,并且在过去的30年中,这种上升的速度正在加快。总体而言,从1991年到2019年,世界海洋估计上升了大约75毫米。 绕地球轨道运行的卫星会使用雷达信号来测量随时间推移以及跨度非常大的区域的到海洋表面的距离。然后,可以使用此数据来计算海平面上升的加速度。欧洲航天局于2010年发射了CryoSat卫星。它主要测量北极和南极的海平面和冰盖的变化。 DTU的研究人员结合欧洲航天局其他卫星ERS1,ERS2和Envisat的数据,提供了1991年至2019年间全球海平面上升加速的非常精确的图像。计算结果表明,平均加速度为0.095毫米/年。根据美国NASA卫星Topex / Poseidon,Jason-1,Jason-2和Jason-3的数据,加速度被计算为0.084毫米/年。 (刁何煜 编译)