科學前沿觀天下 篤學明理洞寰宇
在過去的一個世紀裡,全球海平面一直處於上升勢態,目前海平面正以每年約0.3釐米的速度上升。很多人認為海洋很大,這樣的上升速度似乎無關緊要,但是隨著時間的推移,海平面上升可能會造成毀滅性影響。
利茲大學極地觀測與建模中心的最新研究顯示,2007年到2017年間,由於冰川融水和冰蓋崩塌造成的冰質量損失幾乎完全符合政府間氣候變化專門委員會(IPCC)所發布的最極端預測——即到2100年,南北兩極的兩大冰原將使全球海平面上升40釐米,這進一步引發了科學家的擔憂,也凸顯出當前氣候模型的瑕疵。研究結果發表在《自然氣候變化》(Nature Climate Change)。
海平面上升主要有兩個原因。一是熱膨脹,隨著海水變暖而膨脹;二是陸地上的冰被融化,為海洋增加了淡水。兩者相互促進形成正反饋,融化的冰會使地球和海洋變暖,從而導致更多的冰融化並促進熱膨脹。
2014年IPCC發布評估報告,預測顯示包括高山冰川以及海水膨脹等各種因素引起的海平面上升將達到70釐米,而目前的研究結果幾乎是該預測只的三倍!這種極端情況將對全世界產生毀滅性影響,增加風暴潮的破壞力,海嘯可能會造成更大的破壞性影響,洪水泛濫的風險也將增加,迫使居住在沿海地區的數十億人口遭受反覆和嚴重的洪災,成為氣候難民。低洼的沿海地區則可能會完全消失,例如長江三角洲、恆河三角洲,甚至使英國本土地區處於危險之中。
以往的地球冰蓋模型很好地描述了全球逐漸變暖的長期影響,全球變暖導致兩極的溫度上升速度遠遠超過了地球平均水平。但是鮮有人考慮到氣候的短期波動,而短期波動本身又受到氣候變化的很大影響。研究人員託馬斯·斯萊特(Thomas Slater)表示,對於格陵蘭冰蓋來說,大部分冰體流失是由炎熱夏季期間的地表融化驅動的,這是2014年IPCC報告所用AR5模型中未考慮到的現象。
斯萊特發表在《冰凍圈》(Cryosphere)上的另一項研究也顯示,1994年至2017年間,地球上的冰體損失近28萬億噸,包括高山冰川、北極海冰、南極冰蓋和格陵蘭冰蓋。因此,我們需要更好地理解地球氣候模型,以改善我們對海平面上升的預測。
儘管觀察到的冰蓋加速崩解的現實與跟蹤這些趨勢的模型之間存在明顯的不匹配,但IPCC去年關於地球冰凍地區的一份特別報告維持了對格陵蘭島同樣的預測——到本世紀中葉(即30年後),冰蓋損失本身將使全球每年約5000萬人面臨沿海洪災的威脅。
事實上,直到21世紀初,南極西南部和格陵蘭的冰蓋積累與流失的質量仍然保持平衡。換句話說,徑流由降雪得到補償。但是在過去的二十年中,全球變暖的加速打破了這種平衡。去年,格陵蘭島損失了創紀錄的5320億噸冰,相當於每秒流向大西洋六個奧林匹克遊泳池的水量,這種徑流佔2019年海平面上升的40%。
顯然,我們需要為冰蓋提出一個新的最壞情況的設想。斯萊特說,新一代的氣候模型可以更好地反映冰蓋、海洋和大氣之間的相互作用,這將成為IPCC下一份氣候報告的基礎。海平面預測對於幫助政府制定氣候政策、緩解和適應戰略至關重要。如果我們低估了未來的海平面上升水平,極有可能受到毀滅性的衝擊。
責編/朱張航宇
參考文獻:
1. Ice-sheet losses track high-end sea-level rise projections, Nature Climate Change, 2020.
2. Review Article: Earth's ice imbalance, The Cryosphere, 2020.