近日,中國海洋大學「築峰人才工程」教授、物理海洋教育部重點實驗室陳顯堯所在的科研團隊,聯合新南威爾斯大學氣候變化研究中心John A. Church教授、海洋試點國家實驗室/澳大利亞聯邦科學與工業研究組織國際南半球海洋研究中心Xuebin Zhang高級研究員和中國海洋大學在讀博士生王金平,圍繞全球海平面變化研究工作取得重要進展,在國際上首次系統評估了氣候模式預測未來海平面變化的能力。海平面作為全球氣候變化的重要指標,反映了來自海洋、大氣、冰川、冰蓋及陸地水儲量等不同氣候系統的綜合影響。聯合國政府間氣候變化專門委員會(the Intergovernmental Panel on Climate Change, 簡稱IPCC)第五次評估報告(Fifth Assessment Report, 簡稱AR5)和氣候變化中的海洋和冰凍圈特別報告(Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate, 簡稱SROCC)對歷史和未來時期的全球平均和區域海平面進行了模擬與預測。通過對比觀測數據,歷史時期的全球和區域海平面的模擬能力已有顯著提高,但對於未來海平面的預測能力仍未有系統的評估。研究團隊利用衛星高度計和全球海洋驗潮站觀測,首次嚴格評估了IPCC AR5和SROCC報告中對海平面在未來溫室氣體排放的三種代表性濃度路徑(低濃度路徑RCP2.6,中等穩定路徑RCP4.5和高濃度路徑RCP8.5)下的上升速度和加速度的預測能力。研究表明,在考慮自然變率和垂直陸地運動後,模式預測的2007-2018年間全球和區域平均海平面上升趨勢與實際觀測吻合得較好(90%置信區間),上升速度約為3.6-4.1mm yr-1。實際觀測的全球平均海平面上升加速度(1993-2018;0.053 ± 0.026 mm yr-2)和驗潮站觀測的區域加權平均海平面上升加速度(1970-2018;0.063 ± 0.120 mm yr-2)高於RCP2.6(0.035 ± 0.052 mm yr-2)的預測,介於RCP4.5(0.048 ± 0.048 mm yr-2)和RCP8.5(0.067 ± 0.049 mm yr-2)的預測範圍之間,但區別並不顯著(90%置信區間)。研究指出,由於自然變率的存在,需要更長的觀測和預測數據才能夠給出更高信度的海平面上升加速度的評估。這一研究結果增強了我們對未來十年海平面模擬預測結果的信心,為政府部門面向未來海平面上升制定應對與適應性計劃提供了科學依據,體現了中國海洋大學在全球海平面變化研究方面已逐步走向國際前沿。國際著名學術期刊《自然·通訊》(Nature communications)2月12日對上述成果發布了線上報導(標題:Reconciling global mean and regional sea level change in projections and observations,《協調模型預測和觀測中全球平均和區域海平面變化》)。這一合作研究工作由陳顯堯教授團隊成員、中國海洋大學在讀博士生王金平為第一作者,彰顯了學校對研究生科研能力培養工作的積極投入和高度重視。
歷史觀測和模式預測的對比。a:2007-2018年間全球平均海平面[mm],b:海平面上升速度[mm yr-1],c:海平面上升加速度[mm yr-2]。圖b、c中誤差條表示90%置信區間。
信息來源:中國海洋大學 物理海洋教育部重點實驗室 侯霞