海平面上升或將由幾十釐米升至幾十米

原標題：建模氣候看百年潮漲潮落

在一些地區，海平面上升速度是全球平均水平的10倍

　　2007年，世界頂尖的科學家引起了一場風暴，他們發表了對隨著全球變暖，海洋將以多快速度膨脹的最佳評估結果。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）表示，在本世紀的最後10年，海平面會上升10到59釐米。然而考慮到格陵蘭島的融化速度及相關變化，其他科學家卻認為該上限過低。「我們被很多人批評說過於保守。」美國國家大氣研究中心的氣候分析員、2007年IPCC報告的作者之一Jerry Meehl如是說。

　　近日，IPCC準備發布其最新的氣候科學報告，研究人員稱，現在他們對該問題有更大的把握。儘管最終報告尚未完成，數據還會變化，但6月透露出的草案預測海平面升高量將有顯著增加——到2100年可能會接近1米。不過，關於海洋如何上升、全球出現何種變化以及最終的高水位線將是多少等問題還有很大的不確定性。

　　模型差異

　　德國波茨坦氣候影響研究所的物理海洋學家Stefan Rahmstorf對預測海平面上升的標準工具十分不滿意，該工具是試圖反映每種影響因素的物理效果的「過程」模型。這種不滿意的一個原因需要追溯到2007年。當時，研究人員將影響海平面上升的所有單獨過程都加入其中，也只能解釋1961年到2003年期間所觀測到的海面上升現象的60%。澳大利亞聯邦科學與工業研究組織的海洋學家、即將發布的IPCC報告中海平面上升部分的作者之一John Church說：「整體要大於所有部分的總和。」

　　因此Rahmstorf決定追求一種完全不同類型的模型。他觀察了海平面從19世紀80年代開始的年上升率，並與其大氣溫度相匹配。他發現了一個簡單的關係：大氣越暖，海平面上升越快。2007年，他的模型預測到2100年，海平面將上升1.4米到3米，但當時這一結果並未被IPCC融入到報告之中。

　　這樣的「半經驗模型」的優勢在於：它們精確地模擬了已經發生的海面上升情況，而且並不需要對它是如何以及為何發生有全面的了解。不過Rahmstorf稱：「這些模型可能會在50年或者100年內有用，但我們並不清楚。」

　　當用於預測時，模型的選擇會有很大的影響。過程模型一般會預測到2100年海面上升低於1米，而半經驗模型的預測則高達1到2米。這種上限高的半經驗預測非常有爭議，IPCC對其信心很低。「這些模型的唯一優勢是它們容易計算。」比利時布魯塞爾自由大學的冰川分析員Philippe Huybrechts稱，「我認為它們是錯誤的。」 由於對諸如多少熱量流入海洋以及多少地下水進入大海等影響因素有了更好的理解，過程模型的建模者自2007年開始已經取得了很大進步。建模者現在可以解釋所有觀測到的，特別是近幾十年的海平面上升情況。

　　不過這並不能保證預測的精確性。所有人都清楚過程模型預測仍有很大的問題。特別是，建模者對格陵蘭島的冰蓋和南極會發生什麼，及其是否會融化流入大海造成災難等問題沒有很大把握。這些冰蓋所含有的水量可以使海平面上升多於65米，而世界上所有其他冰川融化也只能使其上升0.4米。

　　美國德克薩斯大學奧斯汀分校的海平面研究人員Don Chambers稱，儘管存在這些問題，IPCC還是認為通過該模型，研究人員最終可以對格陵蘭島和南極洲的冰蓋活動有足夠的了解，並進行相關預測。根據最近的IPCC報告草案，對2100年海平面上升程度的估測提高了3釐米到21釐米。雖然這仍然比半經驗模型的估測要低，但是過程模型的結果正在緩慢提高，其差距正在減小。

　　陸地運動因素

　　10年前，當美國阿拉斯加州費爾班克斯大學的地球物理學家Jeff Freymueller訪問Graves港時，他的航海圖上標出的是3個孤立的小島，然而他看到的卻是與大陸相連的3個長滿草的半島。這是由於阿拉斯加州一些地區的水平面正在下降——每年最多下降3釐米。

　　該地的地面在上升，這種緩慢的動作已經持續了1萬年，從上一個冰河時代結束時就開始了。重力對海洋的影響也起到了作用：隨著格陵蘭島冰蓋融化，其重力作用減少，允許更多的海水向南流動。

　　所以，一個地區海平面的變化趨勢與全球平均水平（每年上升約3.2毫米）可能會有很大差異，陸地的運動是影響因素之一。由於水不停注入，世界各地海平面上升的程度很不均勻，增加了複雜性。大塊陸地和冰塊附近的水域會由於重力作用積聚在海岸。隨著冰蓋融化，重力場作用會減弱，從而改變海平面。

　　科學家和工程師們剛剛開始將所有這些影響都融入區域模型中。6月，紐約城市氣候變化小組在納入重力變化的區域影響後，更新了海平面上升的估測數據。小組成員總結稱，他們預計海平面會在2050年出現30釐米到60釐米的上升。

　　對區域海平面上升數據有興趣的不只有試圖評估區域影響的人們，還有那些試圖對全球影響進行建模的科學家。對於後者來說，這些數據帶來了好消息。由南極融冰引起的重力變化會有助於防止南極西部冰蓋的災難性崩潰：由於南極失去一些冰蓋，當地的海平面會下降，從而引起冰蓋的浮動邊緣會到達海底，觸地的冰塊比四處遊動的浮冰更不易失控。「這將會使冰蓋變得穩定。」美國哈佛大學地球物理學家Jerry Mitrovica如是說。

　　上新世的提示

　　「到2100年，海平面上升也不會停止。」Church說。在遙遠的未來，海平面上升的程度會從幾十釐米增長到幾十米。

　　在過去的幾年裡，紐約地球觀測中心的海洋地質學家Maureen Raymo通過訪問澳大利亞的採石場，並檢查北美東海岸的路塹，來尋找300萬年前海灘的貝殼和其他殘骸。她希望重建從上新世開始的海平面，這反過來也會提供關於幾千年後世界會是什麼樣子的信息。

　　Raymo稱，目前對上新世海平面上升程度的估測從幾乎沒有到40米不等。「不過這不是很有幫助。」較低和較高的估測之間的差異正是南極東部冰蓋融化和保持冰凍之間的情況差異。對於那些試圖發現在未來幾百年裡冰蓋是否融化或者以何種速度融化的建模者來說，上新世的冰蓋融化情況可能會為他們提供一些信息。這不僅要求發現上新世的海岸，還要找出在冰蓋融化和地幔巖石持續運動後陸地是如何移動的。

　　Raymo和她的團隊已經調查了數千公裡的海岸，從幾十個海灘站點收集了信息。她表示，可能還需要調查8個以上的站點和用5年的時間來完成這項工作。

　　海平面上升將近70米時，美國佛羅裡達州和巴西的大部分地區都會被淹沒，自由女神像也會被水淹至腰部。不過數千年後，這才有可能發生。人類還有時間去適應，而這意味著人類會一步步將土地交給海浪。