25年，海平面上升了约8厘米
2018-09-14 11:32:17 来源:
中国科学报 
海平面上升不仅对自然环境及生态系统产生深刻影响，也对全球特别是沿海地区的社会经济造成危害。因此，一直以来，海平面上升问题不仅是全世界科学家的研究热点，也是备受人们关注的议题。
最近，世界气候研究计划全球海平面收支研究组发布了一份评估报告，给我们带来了一个令人担忧的消息。报告称，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，也就是说，25年来，海平面上升了约8厘米，且这一上升趋势正在加速。
90多位科学家共同撰写一份报告
作为全球变化研究中开展较早的一个计划，世界气候研究计划（WCRP）由世界气象组织与国际科学联合会联合主持，目的是扩充人们对于气候机制的认识，预测气候变化，监测人类活动对气候所产生的影响。
大概一年半以前，WCRP海平面研究小组召集全球90多名科学家开始共同撰写一份报告，分析1993年以来全球海平面变化及其贡献因素。
为何对海平面变化的分析需要如此“兴师动众”？
中科院大气物理研究所副研究员成里京解释说，除了海平面变化这一研究方向非常重要以外，还因为影响海平面变化的因素非常复杂，研究子领域也较为繁多。
“海平面变化的影响因素包括海洋本身物理要素的变化，如海洋温度变化，我们称之为热容海平面；包括冰冻圈的变化，如陆地冰川、格陵兰和南极冰盖的消融；还包括大气和海洋协同的变化，如降水、蒸发和径流量的变化造成的海洋和陆地、大气间的淡水交换等。这些复杂的因素使得海平面变化研究覆盖了地球科学多个学科，吸引了国内外一大批优秀的科学家参与研究。”成里京说。
成里京是该评估报告的撰写者之一。由于在全球海洋温度数据分析方面具有优势，中科院大气物理研究所受邀参与了报告中热容海平面变化章节的撰写，并提供了该所的海洋温度格点分析数据，用以估计海洋温度变化造成的海平面变化。
1992年底，美法合作的“托佩克斯/海神”卫星发射。这颗卫星携带了一台名为雷达测高计的仪器，能够提供非常精确的全球海平面测量结果。这使得自1993年开始，全球总的海平面变化有了卫星观测数据。
同时，每一个海平面变化的贡献要素又都有其独立的观测。比如，海洋温度变化有海洋温度现场观测数据；陆地冰川、格陵兰和南极冰盖消融既有现场观测数据，也有2003年以来的卫星测高数据（GRACE卫星）。“不同的数据有其各自优势，也有一定的不确定性。”成里京说。
更为复杂的是，在海平面变化研究领域，每一个单独的研究方向都有大量学者构建了不同的数据产品，这使得单个研究团队很难完整搜集到每一个子领域的最佳数据，从而对海平面收支情况进行完整的评估。
由于使用数据的差异，过去几年发表的很多研究结果，都对海平面收支情况产生了不同的结论。
“所以，此次WCRP集合了超过90位全球海平面变化及其子领域的专家，通过系统性地搜集和整理目前国际上的最佳数据集，来对1993年以来的海平面收支情况进行评估。这份报告想回答的是下面几个问题：全球海平面自1993年以来变化有多少？是否在加速？是否可以闭合海平面收支？各个贡献因子的相对贡献到底有多大？”成里京说。
3.1毫米是怎样得来的
最近，这份评估报告正式发布。报告显示，自1993年以来，全球海平面在加速上升，平均每年上升3.1毫米。
这个数字是怎样得来的？
成里京告诉记者，本次报告中总的海平面变化观测数据是基于“托佩克斯/海神”卫星提供的原始数据。国际上不同的研究小组用不同算法反演总的海平面变化，得到的结果总体非常一致——1993～2017年的平均海平面上升速率在每年3.08～3.13毫米。因此，本次报告的最优估计为每年上升3.1毫米。
但记者在查阅资料时发现，“托佩克斯/海神”卫星的监测数据有一度曾表现为海平面上升的速度在放缓。为何会出现这种现象？
成里京解释说，首先，海平面变化并不是简单的直线上升。地球系统复杂的内部变率以及不断变化的外部强迫使得海平面变化中有复杂的波动变化。比如厄尔尼诺现象和拉尼娜现象（厄尔尼诺事件发生时海平面会上升，拉尼娜事件发生时海平面会下降），以及火山爆发（如1992年皮纳图博火山爆发以后海平面短暂下降）。
“同时，‘托佩克斯/海神’卫星监测数据在1998年之前也有一些系统性偏差，数据本身具有一定的不确定性。这些因素和长期上升趋势一起反映在观测到的海平面变化中，影响着海平面上升速度，特别是加速度的估算。”成里京解释道，“不过，目前而言，不论这些影响因素多复杂，所有数据都显示自1993年以来海平面在上升，目前主流海平面研究领域对海平面上升并无争议。”
只不过，受到上述因素的影响，目前海平面是否加速上升尚存在一些争议。“但随着‘托佩克斯/海神’卫星积累了超过25年的数据，包括本次报告在内的一些最新研究提供了越来越多的证据，表明海平面在加速上升。”成里京说，科学研究基本不存在“一锤定音”，科学家们总是需要积累更多数据和证据，不断增加对自然现象和科学问题的认知。“对于海平面变化而言，更多更长的监测数据，不断地投入研究明确和解决存在的问题，是澄清争议的唯一路径。”
须继续监测并预测
此次报告的另一个重要内容，就是分析了1993年以来全球海平面变化的各个贡献因素及其贡献比例。
报告显示，自1993年以来，全球海平面上升的主要原因，在于海洋升温导致的热膨胀效应，其贡献比例为42%。此外，陆地冰川融化贡献了21%，格陵兰冰盖和南极冰盖消融分别贡献了15%和8%。另外，受降水、蒸发、径流等影响的淡水在陆地的储存量也影响着全球海平面变化，但其短期波动较强，并且不易观测，对海平面变化的贡献不确定性较大。
这些数字意味着什么？
“首先意味着海平面上升是一个复杂的问题，不仅仅是海洋圈的问题，也是冰冻圈、陆地和大气圈层的综合问题，其反映了这些圈层在气候变化下的累积效应。”成里京解释说，“其次，海洋升温的贡献依然是最大的，这意味着虽然工业革命以来全球变暖的能量积累到了海洋里面，看似远离人类生活的陆地，但却会对人类产生深远的影响。最后，格陵兰和南极冰盖开始并加速消融值得高度警惕。虽然全部消融的情况在短期内不会发生，但格陵兰和南极存储了地球90%以上的冰，如果南极和格陵兰冰盖全部融化，会使得海平面上升超过60米。”
“这次WCRP发布的报告告诉我们，透过海平面上升来理解全球气候变化，是一个系统性和全球性的复杂问题，它已经渗透到了地球系统各个圈层。我们需要继续和加强海平面及其各个贡献因素的综合监测，深入理解过去的变化，并对未来海平面变化进行更好的预测。这些基础性工作可以为应对海平面上升风险提供科学依据。同时，我们也需要更积极地应对海平面上升可能带来的各种影响和灾害。”成里京说。（记者 张文静）
《中国科学报》 (2018-09-14 第3版 科普)
最近，世界气候研究计划全球海平面收支研究组发布了一份评估报告，给我们带来了一个令人担忧的消息。报告称，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，也就是说，25年来，海平面上升了约8厘米，且这一上升趋势正在加速。
90多位科学家共同撰写一份报告
作为全球变化研究中开展较早的一个计划，世界气候研究计划（WCRP）由世界气象组织与国际科学联合会联合主持，目的是扩充人们对于气候机制的认识，预测气候变化，监测人类活动对气候所产生的影响。
大概一年半以前，WCRP海平面研究小组召集全球90多名科学家开始共同撰写一份报告，分析1993年以来全球海平面变化及其贡献因素。
为何对海平面变化的分析需要如此“兴师动众”？
中科院大气物理研究所副研究员成里京解释说，除了海平面变化这一研究方向非常重要以外，还因为影响海平面变化的因素非常复杂，研究子领域也较为繁多。
“海平面变化的影响因素包括海洋本身物理要素的变化，如海洋温度变化，我们称之为热容海平面；包括冰冻圈的变化，如陆地冰川、格陵兰和南极冰盖的消融；还包括大气和海洋协同的变化，如降水、蒸发和径流量的变化造成的海洋和陆地、大气间的淡水交换等。这些复杂的因素使得海平面变化研究覆盖了地球科学多个学科，吸引了国内外一大批优秀的科学家参与研究。”成里京说。
成里京是该评估报告的撰写者之一。由于在全球海洋温度数据分析方面具有优势，中科院大气物理研究所受邀参与了报告中热容海平面变化章节的撰写，并提供了该所的海洋温度格点分析数据，用以估计海洋温度变化造成的海平面变化。
1992年底，美法合作的“托佩克斯/海神”卫星发射。这颗卫星携带了一台名为雷达测高计的仪器，能够提供非常精确的全球海平面测量结果。这使得自1993年开始，全球总的海平面变化有了卫星观测数据。
同时，每一个海平面变化的贡献要素又都有其独立的观测。比如，海洋温度变化有海洋温度现场观测数据；陆地冰川、格陵兰和南极冰盖消融既有现场观测数据，也有2003年以来的卫星测高数据（GRACE卫星）。“不同的数据有其各自优势，也有一定的不确定性。”成里京说。
更为复杂的是，在海平面变化研究领域，每一个单独的研究方向都有大量学者构建了不同的数据产品，这使得单个研究团队很难完整搜集到每一个子领域的最佳数据，从而对海平面收支情况进行完整的评估。
由于使用数据的差异，过去几年发表的很多研究结果，都对海平面收支情况产生了不同的结论。
“所以，此次WCRP集合了超过90位全球海平面变化及其子领域的专家，通过系统性地搜集和整理目前国际上的最佳数据集，来对1993年以来的海平面收支情况进行评估。这份报告想回答的是下面几个问题：全球海平面自1993年以来变化有多少？是否在加速？是否可以闭合海平面收支？各个贡献因子的相对贡献到底有多大？”成里京说。
3.1毫米是怎样得来的
最近，这份评估报告正式发布。报告显示，自1993年以来，全球海平面在加速上升，平均每年上升3.1毫米。
这个数字是怎样得来的？
成里京告诉记者，本次报告中总的海平面变化观测数据是基于“托佩克斯/海神”卫星提供的原始数据。国际上不同的研究小组用不同算法反演总的海平面变化，得到的结果总体非常一致——1993～2017年的平均海平面上升速率在每年3.08～3.13毫米。因此，本次报告的最优估计为每年上升3.1毫米。
但记者在查阅资料时发现，“托佩克斯/海神”卫星的监测数据有一度曾表现为海平面上升的速度在放缓。为何会出现这种现象？
成里京解释说，首先，海平面变化并不是简单的直线上升。地球系统复杂的内部变率以及不断变化的外部强迫使得海平面变化中有复杂的波动变化。比如厄尔尼诺现象和拉尼娜现象（厄尔尼诺事件发生时海平面会上升，拉尼娜事件发生时海平面会下降），以及火山爆发（如1992年皮纳图博火山爆发以后海平面短暂下降）。
“同时，‘托佩克斯/海神’卫星监测数据在1998年之前也有一些系统性偏差，数据本身具有一定的不确定性。这些因素和长期上升趋势一起反映在观测到的海平面变化中，影响着海平面上升速度，特别是加速度的估算。”成里京解释道，“不过，目前而言，不论这些影响因素多复杂，所有数据都显示自1993年以来海平面在上升，目前主流海平面研究领域对海平面上升并无争议。”
只不过，受到上述因素的影响，目前海平面是否加速上升尚存在一些争议。“但随着‘托佩克斯/海神’卫星积累了超过25年的数据，包括本次报告在内的一些最新研究提供了越来越多的证据，表明海平面在加速上升。”成里京说，科学研究基本不存在“一锤定音”，科学家们总是需要积累更多数据和证据，不断增加对自然现象和科学问题的认知。“对于海平面变化而言，更多更长的监测数据，不断地投入研究明确和解决存在的问题，是澄清争议的唯一路径。”
须继续监测并预测
此次报告的另一个重要内容，就是分析了1993年以来全球海平面变化的各个贡献因素及其贡献比例。
报告显示，自1993年以来，全球海平面上升的主要原因，在于海洋升温导致的热膨胀效应，其贡献比例为42%。此外，陆地冰川融化贡献了21%，格陵兰冰盖和南极冰盖消融分别贡献了15%和8%。另外，受降水、蒸发、径流等影响的淡水在陆地的储存量也影响着全球海平面变化，但其短期波动较强，并且不易观测，对海平面变化的贡献不确定性较大。
这些数字意味着什么？
“首先意味着海平面上升是一个复杂的问题，不仅仅是海洋圈的问题，也是冰冻圈、陆地和大气圈层的综合问题，其反映了这些圈层在气候变化下的累积效应。”成里京解释说，“其次，海洋升温的贡献依然是最大的，这意味着虽然工业革命以来全球变暖的能量积累到了海洋里面，看似远离人类生活的陆地，但却会对人类产生深远的影响。最后，格陵兰和南极冰盖开始并加速消融值得高度警惕。虽然全部消融的情况在短期内不会发生，但格陵兰和南极存储了地球90%以上的冰，如果南极和格陵兰冰盖全部融化，会使得海平面上升超过60米。”
“这次WCRP发布的报告告诉我们，透过海平面上升来理解全球气候变化，是一个系统性和全球性的复杂问题，它已经渗透到了地球系统各个圈层。我们需要继续和加强海平面及其各个贡献因素的综合监测，深入理解过去的变化，并对未来海平面变化进行更好的预测。这些基础性工作可以为应对海平面上升风险提供科学依据。同时，我们也需要更积极地应对海平面上升可能带来的各种影响和灾害。”成里京说。（记者 张文静）
《中国科学报》 (2018-09-14 第3版 科普)
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