《珊瑚氧同位素揭示1900年以来南海海平面上升了150 毫米》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2022-03-25
  • 近日,中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室(OMG)珊瑚礁及其环境记录学科组科研人员联合国内相关单位专家,在珊瑚氧稳定同位素(δ18O)记录海平面变化研究上取得新进展,相关研究成果近日发表在国际期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology(《古地理学、古气候学、古生态学》)上。OMG实验室研究员施祺团队的陶士臣博士为论文第一作者,余克服研究员为通讯作者。

    随着全球变暖,冰盖融水和海洋热膨胀加剧,其导致的海平面快速上升对岛礁以及沿海城市造成影响越来越大。未来海平面变化的趋势、幅度和速率备受国际学术界和全社会的关注。重建海平面的精细变化过程一直是全球变化研究的热点和难点问题。造礁滨珊瑚因具有生长速率高、年生长层清晰、可开展高精度铀系(U-Th)测年,以及对周围海水环境变化响应敏感等优势,是海洋环境变化的绝佳天然记录者。造礁滨珊瑚在南海广泛发育,为重建海平面变化提供了有利条件。

    研究人员综合分析了南海滨珊瑚δ18O与器测的海平面、海温、盐度、降雨之间的关系,确定了南海海平面与珊瑚δ18O的统计关系,以及控制机理。利用珊瑚δ18O定量重建了公元1850年以来的南海海平面变化历史。研究结果显示,在1850–1900年时段,海平面的平均下降速率为0.73毫米/年;随着全球升温,在1900–2015年时段的上升速率为1.31毫米/年,1993年以来的上升速率为3.75毫米/年,南海海平面呈现加速上升趋势。研究认为,~1850–1950年的南海海平面变化可能是太阳活动和温室气体共同作用的结果,而1950年代以来,温室气体可能主导着海平面的快速上升。

    该研究首次将珊瑚δ18O用于定量重建年分辨率的海平面变化,为今后开展不同时期的海平面变化研究提供了新的方法。

    该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、科技部科技基础资源调查专项、南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)团队项目资助。

    相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2022.110897

  • 原文来源:http://www.scsio.cas.cn/news/kydt/202203/t20220322_6402208.html
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    • 10月8日,联合国政府间气候变化专门委员会在韩国仁川发布最新报告显示,如果气候变暖以目前的速度持续下去的话,预计全球气温在2030年到2052年间会比工业化之前的水平升高1.5摄氏度。 作为“联合国政府间气候变化专门委员会”的创始机构之一,总部位于日内瓦的世界气象组织8日也召开新闻发布会,介绍“全球升温1.5摄氏度特别报告”的内容。 2015年12月达成的《巴黎协定》中设定了双重目标:本世纪全球平均气温升幅与工业革命前水平相比不超过2摄氏度,同时“尽力”不超过1.5摄氏度。 如果能将气温升高控制在1.5摄氏度以内,会比“升温2摄氏度”更好地避免一系列生态环境损害。 目前全球平均气温已经比工业革命前上升1度左右。如果按现有速度发展,今后每10年全球平均气温将上升0.2度,如果气温继续上升的话,那么到2100年前,全球海平面将上升26到77厘米。珊瑚礁面积将减少7至9成。而一但全球气温上升2度,珊瑚礁将几乎完全消失。 能否实现2015年《巴黎协定》中设定的“1.5摄氏度控温目标”将是今后数十年对地球生态系统和许多人来说“生死攸关”的大事。 日前,世界气候研究计划全球海平面收支研究组发布评估报告指出,自1993年以来,全球海平面显著上升,平均每年上升趋势为3.1毫米,并且这一上升趋势正在加速。 中国气象局发布的2018年《中国气候变化蓝皮书》显示,气候系统的综合观测和多项关键指标表明,全球变暖趋势仍在持续。 1980年至2017年,我国沿海海平面呈波动上升趋势,平均上升速率为3.3毫米/年,高于同期全球平均水平。 2017年,我国沿海海平面较1993年至2011年平均值高58毫米,为1980年以来的第四高位。 也许这么说,你还意识不到海平面上升的危险,如果看了这张我国及周边地区海平面上升1~800米淹没地区模拟图,你还能淡定吗? 海平面上升1米,上海和江苏受到威胁;上升4米,上海沉没,江苏大部分地区沉没;上升6米,广东,港澳开始受到威胁,开始影响山东沿海地区…… 上升50米时,包括北京、天津的华北平原大部和包括武汉在内的长江中下游平原已经沉没在大海之中! 如果全球升温不受控制,导致南北极冰川全部融化,海平面将上升超过70米! 相比大陆国家,小岛屿国家更加受到海平面上升的威胁。 世界气象组织秘书长塔拉斯8日在世界气象组织新闻发布会上表示:世界范围内我们有相当一些地区比较敏感,小岛、岛国、地中海地区还有撒哈拉以南非洲,他们受到的影响最严重。 也就是说继续升温的话,有一些岛屿国家真的会消失在海洋中,细思极恐啊! 马尔代夫超过80%的陆地海拔在1米以下,最高处海拔仅2.4米。有研究指出,到2100年,上升的海平面将淹没整个马尔代夫。 图瓦卢是南太平洋岛国,由9个环形珊瑚岛群组成,最高处海拔只有4.5米。从空中俯瞰,图瓦卢就像是大海中的一条狭长海堤。每逢2~3月大潮期间,图瓦卢都有30%的国土被海水淹没。如果海平面继续上升,图瓦卢将在可预见的未来被淹没。 基里巴斯是南太平洋岛国,平均海拔高度不足2米。为应对气候变化和海平面上升,基里巴斯政府已经在考虑举国迁至大型人工岛屿。 什么是海平面变化? 海平面变化是气候变化的一个综合指标,它受海洋、大气和冰冻圈变化的影响。海平面定义下,细分有“全球海平面”、“本地海平面”以及“相对海平面趋势”等等。全球海平面指的是所有地球海平面的平均高度,我们经常提及的“全球海平面上升”指的就是全球平均海平面上升趋势增加。 本地海平面是指沿海岸相对于陆地上特定点所测量的水位高度,通常是潮汐站所测量的当地海平面高度。 而相对海平面趋势则反映了当地海平面随时间的变化趋势。 这种变化趋势是诸多沿海数据应用中最为关键的一个,包括沿海测绘、海洋边界划分、沿海区域管理、海岸工程等都会用到这一指标。 每年的3-4月之间,我国会出台上一年度的《中国海平面公报》。《公报》涵盖了海平面监测、分析预测、海平面变化影响调查及评估等业务化工作成果,《公报》由概况、中国沿海海平面变化影响、各省(自治区、直辖市)沿海海平面变化及影响,海平面与气候变化、海平面上升应对策略等部分组成。 小知识“海拔”都是怎么测出来的? 中国于1956年规定,以青岛验潮站观测所得的多年平均海平面为全国统一的高程起算面,称为青岛平均海面或黄海基准面。中国地形图上所指的海拔高度,就是从这个海平面起算的。 应对海平面上升,南海分局在行动 按照上级的部署安排,南海分局所属的南海预报中心多年来参与华南海域海平面的预报和观测工作,近年来更是与华南各沿海地市加强合作,先后参与完成了《深圳市海平面调查技术报告》、《江门市海平面变化及上升影响评估》等工作,也广泛参与了广州市、东莞市的海平面调查评估工作。 海平面调研工作主要包括:重点堤防勘测、地面沉降观测、岸线侵蚀勘测、岸滩下蚀勘测、海水倒灌调查、海水入侵调查、重点台风影响分析等。从调查区域上划分,又可分为:重点区域实地调查和典型事件跟踪调查。 就华南沿海地市来说,海平面调查的意义,不仅在于可以准确掌握各个沿海地市未来海平面变化的趋势,为政府长远的战略决策提供数据支撑和理论支撑;也可以利用调查结果,有效的进行潮位预报和台风风暴潮灾害预警,为近期甚至短期的政府决策提供参考建议。 针对海平面上升的趋势,在对华南沿岸地市进行海平面调查的过程中,南海分局总结出以下几点建议: 1在近海工程(海上平台、人工岛等建设工程)项目建设重点经济区建设中,应充分考虑海平面上升的影响; 2严格控制和规划地下水的开采,并在围填海区域内严格控制密集型高层建筑群的建设,以有效控制地面沉降,减弱海平面上升速度; 3对沿海湿地加大保护力度,拓展人工红树林等滨海湿地的面积,强化海岸带生态环境保护,积极修复目前已经破坏的海洋生态环境,减缓海岸侵蚀,提高自然防御能力; 4根据沿海地区海堤的特点,对重点海堤和全部的泥堤加高加固; 5针对不同海岸类型制定适宜的防护措施(植树造林、新建堤坝等),实施有效管理; 6加大海洋(海平面、海洋灾害)观测网建设,为综合评地市沿海海平面变化对其相关海洋灾害的影响提供科学依据和技术支撑; 7进一步加大海洋灾害风险评估专题研究;加大海洋防灾减灾的宣传力度,提高全社会防灾减灾意识。
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    • 近日,中国科学院海洋所胡敦欣院士团队与孙卫东研究员团队、天津大学、台湾大学等合作,利用珊瑚地球化学指标成功重建吕宋海峡黑潮流量,并揭示了吕宋海峡黑潮流量的年际-年代际变化规律,为研究历史时期洋流变化提供了新的思路和方法。相关研究成果发表于国际地学Top期刊《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》,论文通讯作者为胡石建研究员与刘羿教授,第一作者为李小花博士。 黑潮是西北太平洋上一支强大的西边界流,途径吕宋海峡时由于失去陆坡支持而入侵南海,对南海的海洋环流和水团特性具有重要影响。但是,由于缺少连续观测资料,对入侵吕宋海峡黑潮流量的年际-年代际变化了解较少。由于吕宋海峡黑潮流量的变化对吕宋海峡的水文和温盐属性有很大的影响,而珊瑚的δ13C和δ18O分别可以记录海水溶解无机碳δ13C和表层海水温度、盐度变化,因此,珊瑚的碳氧同位素指标是记录吕宋海峡黑潮流量变化的独特载体,为研究吕宋海峡黑潮流量的年际-年代际变化提供了重要的方向。 研究团队利用在黑潮入侵路径上、位于我国台湾西南部小琉球采集的滨珊瑚样品,开展了月分辨率的δ13C和δ18O分析,得到了近30年的时间序列。研究发现,在年际时间尺度上,增强的吕宋海峡黑潮流量会产生强烈的上升流,携带冷的、盐度高的、13C减少的次表层海水到达表层,引起表层海水理化性质改变,从而被生长在此的珊瑚记录下来,导致珊瑚δ13C降低及δ18O增加。研究团队进而利用珊瑚δ18O重建了1977-2003年的吕宋海峡黑潮流量变化,发现1970s以来吕宋海峡黑潮流量具有减弱的趋势,并且与北赤道洋流分支纬度的南北移动有关。北赤道洋流分支纬度北(南)移,会导致上游黑潮流量减弱(增强),吕宋海峡黑潮流量增加(减弱)。本研究为今后利用珊瑚地球化学指标记录洋流变化提供了参考,可以利用化石珊瑚示踪古洋流的变化。 该成果得到了国家自然科学基金、中国科学院创新交叉团队项目和中国科学院先导科技专项等项目的联合资助。 论文详情:Li, X., J. Ma, Y. Liu*, S. Hu*, W. Sun, F. Nan, and C.-C. Shen (2023), A monthly resolved coral δ13C and δ18O record of changes in the Kuroshio Current into the South China Sea via the Luzon Strait, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 615, 111468, doi:https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2023.111468. 论文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003101822300086X