作者:SMS Science Team 来源:PNAS 发布时间:2016/2/25 15:03:34
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20世纪海平面上升速度史上最快
4项研究表明全球海平面对温度和温室气体变化极为敏感

 

研究人员从遍及全世界的站点搜集了海平面数据,其中就包括这个位于新泽西州的野生动物保护区。图片来源:Keith Shannon/USFWS

对600万年气候变化数据进行的一组新的分析显示,全球海平面对温度和温室气体水平的变化非常敏感。在2月22日出版的美国《国家科学院院刊》上发表的这4篇论文阐释了计算机模拟气候、极地冰和地球海洋复杂交互作用的越来越强的能力。这些文章还强调了导致温室气体和全球温度上升的效应未来还将对海平面产生影响。

帮助指导其中一项研究的美国新泽西州新布伦瑞克市罗格斯大学地质学家Benjamin Horton表示:“最大的收获是20世纪的海平面上升速度比我们在过去2000年里看到的任何速度都要快。”他说:“这并不是一个模型。这是数据。”

一些研究提供了海平面以及南极冰盖的变化清单。重建古海平面首席科学家、盖恩斯维尔市佛罗里达大学地质学家Andrea Dutton指出,越来越多的研究表明,海平面可以在很短的时间内发生比之前的预期更为显著的变化。

其中第一项研究发现,在过去的3000年中,小的温度起伏能够导致可测量的海平面变化。例如,随着作为全球调温器的海洋在公元1000年至1400年下降了0.2摄氏度,全球海平面回落了约8公分。相比之下,它在20世纪上涨了约14公分。研究人员表示,至少一半的增加缘于人类导致的气候变化。他们强调,全球海平面在本世纪很有可能增加0.24米至1.3米。

这项研究结果部分来自于从全世界24个站点采集的对过去海平面数据的测量结果。在这项新的研究中,地质学家提取了沼泽的沉积岩心,随后煞费苦心地记录了不同层位中不同有孔虫的数量与类型。Horton指出,这些数量表明了盐水与淡水的混合情况,从而能够找出对应的海平面。他说,这些小生物体是过去100年海平面创纪录的铁证。

这项研究对过去3000年全球海平面进行了最完整的分析。它回应了政府间气候变化专门委员会(IPCC)最近的发现。结合过去的海平面和温度记录以及统计计算,研究团队对2100年全球海平面的预测与IPCC的估计非常接近。

第二篇论文使用历史测量结果也得出了差不多相同的结果。在第一篇论文中进行了大量统计工作的罗格斯大学科学家Robert Kopp表示,不同方法的收敛性增加了研究人员的信心,这些研究是相当准确的,除非它们分享了有缺陷的假设。“我当然不会因为结果一致就说问题都已经解决了。”Kopp说,“这里还可能存在共同的偏差。”

第三篇论文基于从南极海床中采集的1100米长的沉积岩心,从而揭示了南极大陆冰盖在更加遥远的过去的起起落落——在距今2000万年前至1400万年前,当时大气中的二氧化碳含量应该上升到比今天略高的水平。化石、泥土和岩石冗长的横截面讲述了一个冰盖与大气二氧化碳同步变化的故事。当二氧化碳浓度处于最低值时,冰盖向海洋中延伸得最远。而在其他时候,冰盖则向后退却。据估计,当时的二氧化碳浓度应为500ppm(百万分之一),大约比今天高出了100ppm。

这篇论文的第一作者、新西兰政府科学家Richard Levy表示:“这意味着相对较小的二氧化碳变化就会对陆上冰盖造成影响。我认为这是这项研究给出的答案。”

这些研究结果与关于南极洲冰盖如何生长与收缩的一个新的计算机模型相一致。该模型可能克服了一些令之前的模型感到棘手的难题。艾默斯特市马萨诸塞大学气候建模科学家Rob DeConto表示,之前的模型并没有生成在地质记录中发现的海冰的戏剧性变化。但是由DeConto和同事开发的新模型——正如第四篇论文所描述的那样——却紧密地匹配了Levy的沉积岩心所显露的结果。

DeConto指出,新的模拟纳入了最近的关于冰架如何崩溃、冰盖侵蚀和萎缩冰盖影响周围气候的见解。这两组科学家最初分别进行了独立的研究,但当他们意识到彼此的研究存在重叠后便在最终阶段展开了合作。

DeConto表示,展望未来,新模型的结果表明,南极冰盖的变化可能导致海平面以比当前研究预测的更快的速度上升。“这可能是因为Kopp的方法以及IPCC都是错误的。”他说,“一旦我们开始看到在南极洲出现了大量的融冰,我们该怎么办?”(来源:中国科学报 赵熙熙)

 
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