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科学家们利用卫星追踪世界各地30年的海平面上升情况

来源:cnBeta.COM 发布时间: 2022-08-20 09:50:34 编辑:Emily

导读:三十年前,科学家和工程师们发射了一颗卫星,以研究海水如何随时间的推移而上升和下降,这项工作以前只能在海岸边进行。

三十年前,科学家和工程师们发射了一颗卫星,以研究海水如何随时间的推移而上升和下降,这项工作以前只能在海岸边进行。1992年8月10日,TOPEX/Poseidon发射进入轨道,开始对全球各地的海洋表面高度进行30年的记录。这些发现验证了科学家们以前从海岸线上看到的情况:海平面正在上升,而且速度正在加快。

研究人员发现,全球平均海平面(在上面和下面的线图中显示)自1992年以来上升了10.1厘米(3.98英寸)。在过去的140年里,卫星和验潮仪共同显示,全球海平面已经上升了21至24厘米(8至9英寸)。

从 TOPEX/Poseidon开始,美国宇航局和伙伴空间机构已经连续发射了一系列卫星,使用雷达高度计来监测海洋表面。基本上,这些卫星监测海洋的垂直形状和高度。雷达高度计不断地发射无线电波脉冲(微波),这些脉冲被海洋表面反射到卫星上。这些仪器计算出信号返回所需的时间,同时也跟踪卫星在空间的精确位置。由此,科学家可以计算出卫星正下方海面的高度。

自1992年以来,五次带有类似高度计的任务每10天重复相同的轨道。TOPEX/Poseidon(1992年至2006年)、Jason-1(2001年至2013年)、海洋表面地形学任务/Jason-2(2008年至2019年)、Jason-3(2016年至今)和Sentinel-6 Michael Freilich(2020年至今)。这些任务是通过NASA、法国国家空间研究中心(CNES)、欧洲气象卫星应用组织(EUMETSAT)、欧洲航天局(ESA)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)之间的各种伙伴关系建立的。

这些任务小组联合起来,汇集了一个统一的、标准化的海洋地形记录,相当于50万个验潮仪的工作。研究人员积累并证实了一个数据记录,该记录现在足够长,足够敏感,可以检测到全球和区域的海平面变化,超出了自然发生的季节性、年度和十年的周期。

“有了30年的数据,我们终于可以看到我们对地球气候有多么巨大的影响,”喷气推进实验室(JPL)的海洋学家 Josh Willis和美国宇航局哨兵6号的项目科学家Michael Freilich说。“人类对气候的干扰造成的海平面上升现在使自然周期相形见绌。而且每十年发生的速度越来越快。”

本页顶部的地图显示了从1993年到2022年由TOPEX/Poseidon、三个Jason任务和Sentinel-6 Michael Freilich观察到的全球海平面趋势。请注意海平面上升速度的空间变化,一些海域的上升速度(用红色和深橙色描述)比全球速度快。许多反常现象反映了洋流和热量分布的长期变化。

科学家们利用卫星追踪世界各地30年的海平面上升情况

测高数据还显示,海平面上升的速度正在加快。在20世纪的过程中,全球平均海平面以每年约1.5毫米(0.06英寸)的速度上升。到20世纪90年代初,每年约为2.5毫米(0.1英寸)。在过去的十年里,这个速度已经增加到每年3.9毫米(0.15英寸)。

在线图中,每年的高点和低点是由陆地和海洋之间的水交换造成的。“北半球的冬季降雨和降雪将水从海洋转移到陆地,而这需要一些时间才能流回海洋,”Willis指出。“这种影响通常每年造成大约1厘米的上升和下降,在出现厄尔尼诺和拉尼娜现象的年份,上升和下降的幅度会多一点或少一点。这简直就像地球的心跳。”

虽然每年几毫米的海平面上升可能看起来很小,但科学家估计,每2.5厘米(1英寸)的海平面上升就意味着平均海岸线损失2.5米(8.5英尺)的海滨。这也意味着大潮和风暴潮可能会上升得更高,带来更多的沿海洪水,即使是在晴天。在2022年2月发布的一份报告中,美国科学家认为,到2050年,美国海岸线的海平面可能比今天的水平上升25至30厘米(10至12英寸)。

Willis说:“从卫星测高记录中突出的是,30年的上升比一年中海洋和陆地之间的自然水交换大十倍左右。换句话说,人类造成的全球海平面的上升现在比自然周期大十倍。”