自20世纪70年代后期以来,平均而言,北极海冰已下降了4%。 信贷:詹姆斯·巴洛格/极端冰川调查

海平面上升

介绍

海洋门户团队
审查Joshua K. Willis博士nasa喷气推进实验室,Andrew Kemp博士和塔夫茨大学Benjamin H. Strauss博士,气候中央

海洋从未停止过移动。当你游览海滩时,海浪滚滚而来,潮起潮落。这些小的日常变化随着时间的推移而平衡。

但是在过去的一个世纪里,海洋的平均高度一直在上升——每年上升不到一厘米,但是这些微小的增加加起来。今天,海平面比1900年平均高出5到8英寸(13到20厘米)。这是一个相当大的变化:在过去的2000年里,海平面没有发生太大的变化。随着时间的推移,海平面上升的速度也在增加。研究表明,在1900年到1990年间,海平面上升了1.2毫米1.7毫米平均每年。到2000年,该率增加到每年约3.2毫米2016年的速度估计每年3.4毫米。到本世纪末,海平面上升的速度预计会更快。

科学家们认为我们今天看到的气候变化主要是由人类活动造成的,正是气候变化导致海平面上升。海平面在19世纪末开始上升,那是在我们开始燃烧煤、天然气和其他化石燃料作为能源之后不久。当燃烧时,这些高能燃料源将二氧化碳排放到大气中。二氧化碳吸收太阳的热量并把它困住,使大气层和地球变暖。

由于地球变暖,海平面上升了两个原因。首先,温暖的温度导致冰块像冰川和冰盖一样融化,熔融水流入海洋以增加海平面。其次,温水膨胀,比较冷的水膨胀,占用更多空间,增加了海中的水量。

海平面上升对沿海地区的影响最大。在接下来的几个世纪里,这片土地是今日的家园4.7亿至7.6亿沿海居民将被淹没如果我们不能控制大气中的二氧化碳含量,海平面上升将导致4摄氏度的升温。大部分人口居住在城市。海平面上升已经使风暴更危险,导致人们拥挤的地区的洪水和损坏。它会影响世界的不同部分,而这个星球的一些部分特别艰难。

此图像是使视频响应的辅助图像。
NASAJPL Edu

海平面上升的历史

地球上几乎所有的水都储存在两个地方:在海洋(目前所有水中的97%)和冰川(目前约为2.7%)。海洋中的水是多少 - 因此高海平面是多大的,这主要取决于凝血冰的水。

在我们的星球历史中,海平面已经上升并急剧下降。有时,有杆子没有冰海洋比现在的数百英尺高;在其他时代,冰覆盖了行星和海平面的大量较低。这些变化是地球自然冰川周期的一部分,并且发生了数百万年。科学家使用沉积物和冰芯,了解有关海平面的更多信息在潮汐计和卫星出现之前。

最后一个冰河时期

世界地图在最后一次冰河时代
这张地图描绘了地球在最后一个冰河期,特别是晚冰河期(大约公元前14000年),那时气候开始大幅变暖。由于地球上如此多的水都被冰覆盖,全球海平面比现在低了400英尺。这位艺术家与气候学家和冰川学家合作,使地图尽可能精确。 (©.马丁Vargic)

地球最近的一次冰河期在大约26500年前达到顶峰。当时,地球上覆盖着大约1000万平方英里(2600万平方公里)的冰层。劳伦蒂德冰原覆盖了加拿大和美国中西部,从明尼苏达州和威斯康星州向南延伸到纽约和落基山脉。在大西洋对岸,冰覆盖着冰岛,延伸至不列颠群岛和北欧,包括德国和波兰。巴塔哥尼亚冰盖从南极洲向北蔓延,覆盖了智利和阿根廷的部分地区。全球气候更冷、更干燥;虽然雨水稀少,但热带地区仍有一小片雨林存活下来。地球上如此多的水都结成了冰,全球性的当时的海平面比现在低400多英尺

低海平面意味着当前淹没的土地群体可供人们访问。其中一个最着名的是Bering陆桥,将阿拉斯加连接到西伯利亚。第一个到达美洲的人在陆地桥上迁移并定居在这里。陆地上的动物也通过这座桥向两个方向去开拓新的大陆。在接下来的几千年里,随着世界各地的冰川和冰原融化,白令海峡大陆桥被洪水淹没,消失在海洋表面之下,切断了迁徙路线。

海平面上升

自1958年以来大气中的二氧化碳测量
自1950年代以来,在夏威夷的Mauna Loa天文台上测量了大气中的二氧化碳量(CO2)。由于测量开始,二氧化碳稳步上升,并且由于每年春夏,由于植物生长和吸收二氧化碳,您可以每年看到上升和下降。2015年年度增长率增加了3.05份百万这是他们56年测量以来最大的年增长率。 (Scripps Outheoction&Noaa)

在过去20000年左右的时间里,海平面上升了大约400英尺(120米)。随着气候变暖成为自然循环的一部分,冰融化,冰川退缩,直到冰原只在两极和山顶存在。在早期,海平面迅速上升,有时上升速度超过每世纪10英尺(3米),然后继续上升海平面急剧上升直到大约7000年前。然后,基于来自珊瑚和沉积物核心的记录,气候稳定和海平面上升减缓,持续大部分持续的2000年大部分稳定。然而,现在,海平面再次上升,现在比过去的6000年更快。保存在沼泽和沼泽下的最古老的潮汐测量仪和海岸沉积物显示,海平面在1850年左右开始上升,正是在那个时候,人们开始燃烧煤炭来驱动蒸汽机列车,而且从那以后,海平面就没有停止过。气候变暖很可能是自然循环的一部分,但过去200年左右的加速变暖是由于大气二氧化碳升起。由此造成的海平面上升是可能是没有温室气体增加的两倍由于人类活动。

今天,全球海平面比1900年平均高出5-8英寸(13-20厘米)。1900年到2000年,全球海平面在0.05英寸(1.2毫米)之间0.07英寸(1.7毫米)平均每年。在20世纪90年代,这一速度跃升至每年3.2毫米左右。2016年,这一数字估计为每年3.4毫米,到本世纪末,这一数字还将进一步上升。政府间气候变化项目的科学家预测,到2100年,全球海平面将上升0.3到1米。最终,海平面预计会上升每年都会增加2.3米(°C)气候变化使地球变暖,地球已经升温了1°C。什么科学家不知道海平面需要多长时间才能增加温度。它是否需要200或2000年,主要取决于冰盖融化的速度。即使全球变暖是停止今天,海平面也将继续上升。

为什么会上升?

与人类活动相关的全球变暖导致海平面以几种方式增加。

热膨胀

水的一个物质是温水占用比冷水更多的空间。所以随着海洋从气候变化中变化,海水膨胀,填满更大的体积,占据更多的空间。这被称为热膨胀,迄今为止海平面上升的三分之一都是由热膨胀造成的。

水受热膨胀的想法似乎很奇怪,但这是大多数物体在分子水平上的一种属性。水分子受热时,会吸收能量。这种能量导致分子和原子移动得更多,并在这个过程中占据更多的空间。如果你加热一杯水,小分子的膨胀加起来不会造成我们肉眼所能检测到的差异。但当你有大量的水分子时,比如在海洋里,微小的膨胀加起来就成了我们可以看到的东西。

只要海水继续增加温度,热膨胀就是海平面上升的持续贡献者。

冰川融化

南极洲松树岛冰川的冰山牛犊
在南极的松树岛冰川,由于温暖的水,迅速变化。2013年卫星抓住了崩解一个大冰山。据估计,这座冰山宽35乘20公里(22乘12英里)。 (美国国家航空航天局地球天文台)

随着全球气温上升,冰川和冰原——陆地上的大型冰块——正在融化。这些融水流入海洋,增加了海洋的水量和全球海平面。到目前为止,大约三分之二的海平面上升是由冰川融化造成的,其中三分之一来自格陵兰岛和南极洲的陆地冰,三分之一来自山上的冰融化。

格陵兰岛和南极洲的冰原和冰川融化的三种方式:从上面由于温暖的空气,从侧面脱落到大海时,由于温暖的海洋水,冰延伸在海上。因此,随着条件的变化,冰熔体的速度变化到另一个地方。这北极比南极变暖的速度更快,这解释了为什么冰更快地变薄。然而,最近的研究表明南极冰架的融化可能是不可阻挡的- 虽然该过程可能需要几个世纪。

直到2008年,科学家们掌握了温暖水融化冰川从下面加速冰融化的程度。许多冰川和冰盖在沿海边缘延伸到海洋中,浮冰被称为冰架。冰架通过在陆地上拿着冰来支持冰盖和冰川。但随着海洋温度的增加,冰架温暖的水圈,削弱了它们并导致他们将冰川涌入大海。这两者都加速了冰融化,并稳定落地陆地冰川和冰盖。在一些格陵兰冰川中已经观察到这种稳定化和加速度Jakobshavn Isbrae.它的入海速度比地球上任何其他冰川都要快。松树岛冰川,南极的另一个快节奏的冰川,也很快就变化了。5年的美国国家航空航天局任务海洋融化格陵兰岛(OMG)于2015年4月发射,旨在更好地了解海水如何从海底融化冰层。喜欢这个,关于海平面变革的新发现是一直在进行的

未来,冰盖的熔化将主导海平面上升。变暖已经引起了重大变化冰盖,陆地冰块,冰含量比冰川和冰盖相结合。NASA的Eric Rignot说,这些变化在短期内是不可逆转的,并且需要几个世纪以来撤回冰撤退的踪迹。除了极冰,还有山冰川融化就像安第斯山脉和喜马拉雅山一样的那些,迄今为止已经造成了相同的海平面上升。然而,因为山冰川只有占所有土地冰的百分之一,极地冰最终将大大超越他们对全球海平面上升的贡献。

其他贡献

1993 - 2008年海平面变化cm图。
这张地图显示了1998年到2008年海平面上升的卫星数据。黄色和红色表示海平面上升的区域,绿色和蓝色表示海平面下降的区域。这显示了一些地区的海平面将如何下降,尽管大多数地区面临着海平面上升。 (美国宇航局)

海平面上升还有其他小的原因。有些冰原是如此巨大以至于它们改变了地球的引力。随着冰盖融化,两者都是对地球的引力地球的旋转旋转会改变,以复杂的方式影响当地海平面。在某些地方,海平面可能会上升,并在其他地方下降。格陵兰岛目前在周围的海洋上拉,在世界的那个地区在海洋中造成轻微凹凸。当格陵兰冰的冰融化时,在冰岛和挪威这样的地方丢失了海平面,实际上会下降。但那水将不得不去某个地方。海水将重新分配,以便在全球日本和夏威夷海平面上涨超过全球平均水平。

其他人类的影响可能会降低海平面上升,例如建造水坝和人工水库来储存水。当人们使用井从地下水库泵浦水时,那种水最终到达了海洋。但这些都不能将海平面与热膨胀和大型冰川和冰盖的熔化相同。

现代海平面

测量全球海平面

显示Noaa如何使用卫星测量海平面的图表
像JASON-1, -2和-3这样的卫星使用精确的雷达从海洋表面反射信号,以确定海洋高度或海平面。 (NOAA /星)

全球海平面是全球海洋表面的平均高度,这是经常在新闻中讨论的问题。从历史上看,由于海洋表面不是平坦的,所以测量它一直颇具挑战性;它根据风、潮汐和洋流每天或每小时发生变化。直到1993年,潮汐计还在测量全球海平面。潮汐仪表通常放置在桥墩上,并不断记录与陆地上稳定的参考点相比的水位高度。世界上大约有200个国家的2000个潮汐测量仪。有些被从19世纪开始记录海平面数据- 少数几个甚至更久

但由于卫星,科学家们在全球海平面上有更好的处理以及随着时间的推移改变。卫星采取更全面的测量。1992年,美国宇航局启动了Topex / Poseidon.这是一系列从太空测量海平面上升的卫星中的第一颗。其次是jason - 1号OSTM / Jason-2,以及最近杰森-3.它于2016年1月17日成功发射。这些卫星利用精确的雷达从海洋表面反射信号来确定海洋的高度。美国国家航空航天局地球科学项目主任迈克尔·弗赖利奇说:“这些仪器非常灵敏,如果它们安装在一架在40000英尺高空飞行的商业喷气机上,它们就可以探测到平躺在地面上的一角硬币造成的撞击。”有了这些信息,NASA的科学家们每10天计算一次全球各地的平均高度变化。

2002年,美国宇航局推出了格蕾丝卫星,通过测量地球引力场的变化来跟踪海洋和冰块。配对卫星在一起绕地球轨道,间隔大约200公里。在地球上移动的冰和水在优雅的卫星上施加不同的引力。卫星可以感测微型糊成的距离变化彼此之间的距离变化,它们测量和用于跟踪水和冰块变化。这归功于我们知道流入海洋的水域的恩典。根据恩典的说法,格陵兰冰的融化将海平面上涨0.74毫米/年,并自2002年以来,南极融化0.25毫米/年。

改变区域和当地海平面

虽然全球海平面都在上升,但有些地方上升得比其他地方快,有些地方甚至还在下降。在讨论海平面对人类和社区的影响以及如何规划和管理这些影响时,这种局部和区域尺度的海平面变化是最重要的。

不同的地方会体验不同的后果海平面变化有很多原因:

  • 一些沿海地区高于海平面,如苏格兰、冰岛和阿拉斯加的部分地区;而另一些地区更接近甚至低于海平面,如新奥尔良、路易斯安那和美国东部的大部分地区。随着构造板块的影响,海岸在不断移动和变化。
  • 当地的地质情况会使土地更有抵抗力,或者更容易被海水渗透和侵蚀。
  • 当上一个冰河时代末期冰盖融化时,一些地区搬走了很大的重量。为了理解发生了什么,想象一个人(像一个冰原)坐在一个气垫上(陆地)是有帮助的。当这个人站起来时(冰融化了),床垫下面靠近这个人的部分会弹起来;但是床垫离人很远的部分又沉了下来。即使在大陆冰盖消失了数千年之后,同样的上升和下沉仍在世界各地发生。这就是所谓的冰川等静电调整
  • 盛行的风和海洋电流可以将水推向或远离海岸。

降雨、植被、冰层、地下水开采、沿海开发以及石油和天然气钻探等其他因素也会影响一个地区应对海平面上升的能力。

看看“地区案例研究”有关已经面临快速海平面的后果的例子的例子,以证明它在世界各地的各种方式。

影响

随着海平面的上升,海浪不会在夏季大片的夏天陆上滚动和淹没房屋和社区。海平面上升的第一个迹象将增加飓风和其他风暴甚至高潮的损害。轻微和重大洪水将变得更加频繁。海岸线几乎不知不觉地侵蚀并爬行。事实上,所有这些影响都已经发生了。

风暴和洪水

飓风桑迪的卫星图象作为它通过了2012年10月25日的古巴和牙买加。
飓风桑迪的卫星图象作为它通过了2012年10月25日的古巴和牙买加。 (NOAA /美国航空航天局/戈达德宇航中心/ SuomiNPP)

随着海岸线的上升,暴风雨和洪水将会更加频繁和剧烈地发生。把海洋想象成暴风雨和洪水的发射台:海上越近人类社区,洪水越容易到达房屋,道路和城镇。在道路上淹没,这是在高潮期间的某些地方已经变得更加常见,会导致交通堵塞,并阻碍紧急车辆到达洪水地区。

不知不觉中,洪水已经变得越来越普遍沿着美国东部。2014年的路透社分析发现,在1971年之前,在几个美国东海岸城市每年(平均)水达到洪水水平不超过五天。然而,自2001年以来,该数量已升至20天或更长时间(平均)。此时,这些洪水中的每一个都是一个相对较小的事件,可能缩小几条道路,一些家庭伤害或导致企业关闭一段时间。但随着他们变得更频繁,这些不便将加起来,让人们的生活更加努力,而不是因为损坏而提一下花费。

同样,在风暴期间洪水 - 有时被称为风暴潮- 随着海平面上升,距离较远的内陆。在飓风和其他大型风暴(如Or'Enders)期间,强风推水超出正常高潮标记;海滩房子通常是在高跷上建造的,以防止这些风暴潮。由于董事会洪水洪水造成危险增加,它们可能会变得更糟。此外,随着海洋从气候变化中升温,它将为飓风提供更多的能量,可能会使它们变得更强壮。在下个世纪,据估计,飓风的强度平均在2%到11%之间美国国家海洋和大气管理局(NOAA)表示。综合起来,这就是“海平面上升的组合拳”,在哥伦比亚大学说研究人员,提高风暴潮的触动力和力量。

每当飓风来袭,风暴潮就会给人类社会带来最大的危险。在2005年的卡特里娜飓风期间,10到28英尺的风暴潮摧毁了路易斯安那州和密西西比州的建筑,淹没了新奥尔良的部分地区,并(直接或间接地)杀死了大约1200人。在2012年,的9英尺风暴潮引起的飓风桑迪纽约市部分地铁系统被淹没,新泽西沿岸的房屋被毁。随着海平面上升,危险的风暴潮将变得更加频繁和强大。

目前,任何特定风暴的强度都不能直接与气候变化有关。但随着海平面上升,更大的洪水将变得更加频繁。

改变海岸线

生活在沼泽中的草和动物有助于过滤水,稳定海岸线,同时为各种哺乳动物、鱼类、贝类和两栖动物提供栖息地,为迁徙水鸟提供避风港。
生活在沼泽中的草和动物有助于过滤水,稳定海岸线,同时为各种哺乳动物、鱼类、贝类和两栖动物提供栖息地,为迁徙水鸟提供避风港。 (前夕Cundiff,Flickr)

海平面上升将重塑海岸线,因为流入的水会淹没干旱地区,侵蚀海滩、悬崖和沙丘等海岸特征。这已经发生在像卡特里娜飓风和艾萨克飓风这样的大风暴中,侵占海平面会导致更加激烈的变化。随着海浪到达内陆的进一步,它们可以淹没湿地,并杀死将沉积物的沼泽草杀死。没有草作为锚,沉积物和泥浆可以被拉到海上或推动内陆。咸水沼泽实际上非常有弹性当受到海平面上升的威胁时,只要有足够的空间,它们就能向上和向内陆移动。但许多海岸都有阻碍这种适应的物质障碍。

对沙滩的影响将取决于它们如何发展。沙滩不断变化像海浪一样,海流和潮汐将沙子和沉积物带向海岸。当海平面在未开发的海滩上升时,自然过程将海滩推向陆地。然而,在海滩后面有许多家庭和企业,这将阻止海滩向内陆移动。根据加利福尼亚州的批准近60%的加州沙滩海岸线无法迁移到陆地,因为它是由人造结构界着的。此外,海堤和其他海上结构可能干扰自然系统控制海滩侵蚀障壁岛——由沙子构成的小岛与海岸平行,在风暴和风暴潮期间充当海岸的屏障——也将受到海平面上升的影响。

咸水侵犯

海平面上升不仅是水的问题,也是盐的问题。想象一下,如果海水淹没了农民的农田或海岸森林。该地区不仅要在洪水中生存下来,还要经受住海水的浸泡,因为海水会杀死植物,并不可逆转地改变土壤的化学性质。海水泛滥可能意味着这些生态系统的死亡。欧宝体育稳不稳科学家们已经看到了鬼森林在那里,曾经健康的树木被海水淹没,农民的田地被改造成潮汐沼泽和盐滩。

这不仅仅是洪水的影响。咸水也可以流入地下的地下水水库,作为饮用水。它也可以流入地下水位以下的土地,使土壤太咸,树木和植物无法生长。这称为咸水侵入。咸水入侵也会影响渔业和沿海社区依赖的河口和淡水区。

挑战将是人类如何适应这些变化。当海水入侵影响到饮用水供应时,这尤其困难。长期以来,海水入侵一直是管理沿海淡水含水层的一个问题。如果含水层周围的陆地伸出水面,与海洋相连,淡水通常会阻止盐水入侵,因为含水层海拔相对较高。但是随着时间的推移,海水会慢慢渗入,当海拔高度(和上面的压力)改变时,会污染淡水。这种压力变化发生在淡水从地下提取时。气候变化将增加干旱的发生随着风暴潮和洪水将盐水沉积到陆地上,海水入侵的例子将更频繁地发生淡水从含水层中取出

金窝银窝不如自己家里的狗窝

成人的皮革龟从海洋回到岸边。
成人的皮革龟从海洋回到岸边。 (Brian Skerry)

不仅是人类,其他依赖于低洼栖息地的动物也会受到海平面上升的影响。许多鸟类利用海岸和海岸生态系统来繁殖、产卵、寻找食物,或者仅仅是作为欧宝体育稳不稳栖息地。海龟在海滩上产卵,每年返回同一个地点。当海滩受到侵蚀或被上升的海水覆盖时,它们的选择就会变得越来越有限。人类正在考虑完全阻止海平面上升的物理屏障,比如海堤阻止海龟上岸筑巢和产卵。

只有在岛上发现的物种特别容易受到攻击,因为他们的范围是有限的,并且他们倾向于已经容易灭绝。与海平面上升的动物喜欢海鸟可能无法快速反应他们唯一的家园可能会被淹没。

海水入侵将意味着不能适应海水的沿海植物和树木可能会死亡,物种多样性可能会发生变化。例如,在纽约的长岛海峡,潮汐沼泽植物已进入以前森林的地区被上升的海平面淹没。这是一种自然的生态适应,更适合定期盐水淹的生物现在可以在该地区茁壮成长。随着时间的推移,一个多样化和健康的沼泽生态系统可能会在它的地方发展起来。

区域案例研究

以下是已经面临着快速海平面变化的后果的一些例子,以证明它在世界各地的各地。

佛罗里达和美国墨西哥湾沿岸

洪水在佛罗里达州的“王潮”。
洪水在佛罗里达州的“王潮”。 (佛罗里达海洋Grant)

每年都会有那么几次,当太阳和月亮的引力联手时,海岸被称为叫王潮的超高潮流。虽然国王潮是正常的,但它们最近的影响却不正常。由于海平面上升,王潮比20年前更高更深入内陆,造成迈阿密和佛罗里达沿岸洪水泛滥。对一些,这是预览海平面上升将如何在世界各地的海岸线上引起更频繁和更高的洪水。这也是一个暂存的地面如何防止崛起的海洋;已经,新泵克制了更高越来越高的国王潮流。

不只是王者潮汐,还有日常潮汐也造成滋扰洪水。气候中心计算出“沿着东海岸城镇的大约四分之三的潮汐洪水日将不会发生在人类排放引起的海平面的缺失中。”(见下面的“风暴和洪水”。)

佛罗里达州是美国的美国州,面临着海平面上升的严重影响。根据美国国家航空航天局,三英尺的水将最终淹没佛罗里达州海岸的土地这只是基于目前人类造成的变暖。

海平面对佛罗里达的威胁比其他地方更严重,主要有两个原因。首先,它的海拔很低;就像美国墨西哥湾沿岸的许多地区一样,这里的大部分土地距离涨潮只有几英尺,这就确保了海平面的微小变化是显而易见的。第二,佛罗里达坐落在石灰石床上,石灰石是一种非常多孔的岩石。咸水很容易渗入并侵蚀石灰岩,引发洪水。海水也有可能将其途径推入淡水系统和饮用水水库在这些领域。

岛国

来自马尔代夫的内阁部长签署了对抗气候变化的宣言 - 水下!
来自马尔代夫的内阁部长签署了对抗气候变化的宣言 - 水下! (路透社)

小岛屿国家,包括马尔代夫,基里巴斯图瓦卢美国已经在努力应对海平面上升的影响。联合国环境规划署的执行主任Achim Steiner说:“52个人口超过6200万的[小岛屿]国家排放的温室气体不到全球温室气体的1%,然而它们不成比例地受到全球排放造成的气候变化的影响。”

每个岛屿国家的人都面临着独特的挑战,但有些普遍的主题出现了。随着海平面的上升,他们面临着洪水的洪水和侵蚀,淡水和农业土地的来源变得无法使用,当海水渗入时。

马尔代夫是地球上最低的国家。其1200岛的平均高度,在印度洋跨越1000英里(1,600公里),仅在海拔4英尺(1.2米)。已经,较高的海浪侵占了最低岛屿侵蚀海滩的海岸,居民无处可供热带气旋或海啸波方法撤退。居民甚至被迫搬到世界第一次气候变化难民

一些策略可能会赢得一些时间——至少对一些岛屿来说是这样。岛屿可以随着珊瑚礁向上成长和沙子加入海滩。堤防和海堤可以拿回海背。但最终,很多人都会放弃他们的生活方式和生计受威胁的岛屿作为侵犯波浪迫使他们在其他地方移动

阿拉斯加

阿拉斯加安克雷奇(Anchorage)附近的波蒂奇冰川(Portage Glacier)已经后退了很多,以至于从1986年为它修建的游客中心(visitor center)上已经看不见它了。
阿拉斯加安克雷奇(Anchorage)附近的波蒂奇冰川(Portage Glacier)已经后退了很多,以至于从1986年为它修建的游客中心(visitor center)上已经看不见它了。 (美国EPA)

阿拉斯加是区域海平面变化变化的一个完美例子:在一些地方,海平面在上升,而在另一些地方,它在下降。沿着阿拉斯加的南海岸陆地的上升速度是海洋的2到4倍凭借该地区的地质(具有碰撞构造板和冰川反弹,均导致土地上升)。但沿着白天的大海和北冰洋,气候变化的其他影响已经影响了阿拉斯加社区,以升级的风暴潮,解冻永久冻土,咸水入侵和沿海侵蚀。此外,海冰现在对沿岸的保护程度较少,因为它融化了很多。结果是,风暴更强大,洪水更频繁,海岸线沿阿拉斯加海岸的部分地区侵蚀。

在持久洪水和侵蚀后,迄今为止六名阿拉斯加社区有投票决定移居他处另有160人受到威胁根据军队的工程师的说法。然而,这些城镇还没有一个土地的地方。这些只是数百万个气候变化难民的难民,预计将在下个世纪看到他们的家园。

河流三角洲

从密西西比州河口进入海湾的沉积羽毛。
来自密西西比河口的沉积羽毛蛇。密西西比的棕色水混合在墨西哥湾的大海中。 (威斯康星大学 - 麦迪逊大学和莫迪斯科学团队的Liam Gumley

大河入海的地区特别容易受到海平面上升的影响。这些地区一开始就地势低洼,由于水流和陆地上的泥沙,它们的地貌不断变化。此外,由于它们在历史上的重要性,作为港口和城市附近的位置,政府在这些三角洲周围建立了大量的基础设施,以保持它们的稳定。具有讽刺意味的是,这可能是它们的衰落。为了保护三角洲的现状,海堤和其他结构可能会阻止帮助它们适应海平面上升的自然过程。

此外,数百万人依赖于河流斯特拓附近的肥沃农田进行食物和生计。随着海平面上升的洪水可能取代数百万人并导致粮食短缺。例如,据估计海平面上升不到两英尺(0.6米)将影响380万人,依赖于尼罗河三角洲的食物,海平面升高五英尺(1.5米)会淹没孟加拉国有一千七百万人口

未来海平面和适应

预测未来海平面上升是一项艰巨的任务,因为科学家们不知道地球对气候变暖的反应会有多快。

政府间气候变化小组是国际联合国集团,总结了每隔几年的气候变化研究。他们的2013年报告如果我们不使用较少的能量或使用可再生能源,我们的二氧化碳排放量将增加2至3英尺的海拔2至3英尺。这足以威胁沿海城市和洪水岛国。即使我们减少排放,报告也预测到2100海拔1-2英尺的海平面,这足以引起太大的沿海洪水和侵蚀。一些科学家认为这些估计是保守的,并且期望大海平静。这美国国家气候评估例如,估计海平面将在2100×2到6英尺之间上升。

海平面上升是我们必须面对的现实。我们可以做些什么来最大限度地减少损坏并准备出现的是什么?

减少排放量

燃烧煤炭、石油和天然气等化石燃料,每年排放近70亿吨二氧化碳。
燃烧煤炭、石油和天然气等化石燃料,每年排放近70亿吨二氧化碳。 (iStock)

最大限度地减少未来海平面上升的最佳方法是减少化石燃料使用并减少碳排放量。虽然一些海平面上升是不可避免的,我们有时间减少会发生多少。有一些辩论但是根据一项研究,每变暖1摄氏度,海平面就会上升2.3米。所以我们越早减缓变暖的趋势,后代就越容易适应。

拿回大海

海堤必须持续维护,而且随着海平面的上升,需要建得越来越高。这种人造屏障对自然海岸线也有影响。
海堤必须持续维护,而且随着海平面的上升,需要建得越来越高。这种人造屏障对自然海岸线也有影响。 (Falcon Photography,Flickr)

墙壁可以握住水吗?有些人似乎至少在短期内思考。沿海障碍已被使用成千上万年,约会作为古罗马帝国的距离。无论是制作人造的港口,用于运输需求还是简单的墙壁,以便停止侵蚀,人类已经尝试长期工程师海岸线。

对海平面上涨的反应并非不同,许多社区计划建立障碍,以保护来自上升潮流的房屋和城市。随着风暴的预测增加(它们的强度和频率)物理墙壁可以采取措施来减少极其昂贵的洪水 -比自己建墙还贵一项研究说。随着时间的推移而变得更加明显,这种类型的适应可能会增加。建筑障碍不会减少海平面上升甚至完全消除影响,但可以大大降低成本,为沿海居民争取更多时间

然而,海堤并不是一成不变的修复方法。由于海浪和盐会迅速侵蚀混凝土,它们必须得到持续的维护,而随着海平面的上升,它们也需要被建造得越来越高。这种人造屏障对自然海岸线也有影响。它们会使沙滩对人类和动物毫无用处——造成侵蚀,扰乱沙子和海浪的自然运动。

一些国家,如荷兰,一直在处理这些类型的水问题。这荷兰人发现了适应越来越多的海平面通过使用所涉及的水管理系统,鼓励使用浮动家庭并通常将适应纳入城市规划。新计划涉及“河流的房间”,涉及允许洪水的适应然后,只是试图用水坝和堤防停止水。

移动内陆

纵观人类历史,海平面一直在变化,海岸线也在改变,人们通过迁移到其他地方来适应。有些人以人类适应气候变化的历史为借口,避免考虑或采取行动应对气候变化和海平面上升。

从某种意义上说,他们是对的:人们总是会适应的。然而,这一次的不同之处在于,我们的海岸线上排列着数百万人的家园,以及他们赖以生存的城市、发电厂和港口。这一次,如果不进行大规模的努力和重建,就很难将垃圾运回内陆。对物业价值的担忧保险费率上升(或任何保险的不可用)已经存在,因为洪水事件更频繁地发生,在历史上没有洪水的地区发生。

在下个世纪,人们将被迫沿着海岸抛弃他们的家园,因为潮流更高,洪水增加了困难。许多城市,国家和国家已经将海平面上升和将海岸线转移到他们的规划和政策文件中。不仅是人,而且动物将不得不移动和适应。科学家已经努力提供帮助Laysan AlbaTeses在高地建立殖民地

额外资源

美国宇航局气候页面
美国宇航局 -海平面改变区域模式的可视化
汹涌的海洋——气候中心
NASA的变化图片
美国宇航局气候时间机器
历史潮流计
政府间气候变化专门委员会的第五次评估报告

新闻文章:
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海平面上升会减缓地球自转
3.2毫米:令人不安的海平面上升
太平洋岛屿采取措施应对海平面上升

科学论文:
过去三百万年的气候和海平面之间的联系- Kurt Lambeck,Tezer M. Esat和Emma-Kate Potter
从19世纪末到21世纪初的海平面上升-约翰·丘奇和尼尔·怀特
共同时代由温度驱动的全球海平面变化——Robert Kopp, Andrew Kemp等
二十世纪海平面升高的概率分析- Carling C. Hay,Eric Morrow,Robert E. Kopp和Jerry X. Mitrovica
关于全球变暖的千年海平面承诺——Anders Levermann, Peter U. Clark等