怎麼也得海平面改變了過去100年?

怎麼也得海平面改變過去100年?

W如果你問自己最大的未解答的科學問題是什麼,“過去100年份海平面如何變化?”不太可能出現在你的清單頂部。 畢竟,我們還沒有想到這一點嗎? 事實證明,全面了解我們的海洋如何變化並不是一項簡單的任務,但對於製定未來預測至關重要。

在一篇發表在 性質 這個星期,我的研究小組開發出用於測量海平面上升更準確的衡量標準,提供線索,科學家們與搏鬥多年,潛在的洞察海平面上升的未來預測的差異。

在20th世紀來自潮儀的記錄,其中最簡單的形式,本質上是連接到世界各地的海岸線尺度海平面觀測。 這些測量的全球覆蓋是有限的,特別是在20th世紀的開始和在南半球。 此外,即使是最完整的記錄可以包括時間顯著的差距。 這些記錄不完整,使全球平均海平面獲得估計非常困難。

政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的最新報告包括對20世紀全球海平面增長的兩種不同估計。 第一個估算來自一系列先前發表的研究,這些研究直接分析了潮汐測量的觀測結果。 使用這些方法獲得的1901-1990速率在每年1.5至2毫米的範圍內。

第二次估算是通過增加各個來源的估算來計算的,例如陸地上的冰融水和海洋的擴張。 這種“自下而上”的方法在同一時期內每年1的發生率較低,達到1.2毫米。

分析指紋

解釋這兩種不同的估計值之間的差異一直是海平面社區內的一個緊迫問題。 大多數科學家認為,從潮儀的記錄產生的較高的估計,但他們質疑較低的“自下而上”的估計。

一個可能的解釋是,格陵蘭島和在本世紀南極融化的估計可能被低估。 冰蓋物質平衡的測量傳統上來自地面測量和衛星觀測。 然而,這些觀察也非常有限。


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那時我們開始捫心自問,是否有可能使用海平面觀測來估算個別冰蓋和冰川融化的程度。 我們能否在20世紀使用潮汐測量觀測來推斷個體貢獻如何結合起來以產生全球海平面上升?

解決這個問題比我們最初想的更具挑戰性。 允許我們解決這個問題的物理學歸結為理解為什麼一個潮汐測量儀的海平面與另一個測量尺的海平面不同。

有各種各樣的影響本地海平面測量的因子。 這些措施包括,由於全球變暖的影響持續,由於海洋的最後一個冰河時代,加熱和擴張,海洋環流和陸地冰的當今熔化的變化。

冰窟窿美國宇航局戈達德太空飛行中心,CC 所有這些過程都產生了我們可以建模和預測的海平面變化的獨特模式或“指紋”。 我們的目標是通過在潮汐測量記錄中查找這些指紋來推斷個體對海平面的貢獻。 這種類型的“指紋識別”分析已應用於古海平面記錄,但沒有人試圖在20世紀的海平面觀測中尋找這些預測模式。

開發一種指紋現代海平面記錄的方法涉及利用工程,經濟和氣象等其他領域常見的數據分析和統計技術。 我們將這些技術匯集在一起,並首次應用於海平面研究領域。

從本質上講,我們的方法提取從有限的地方觀察全局信息。 一旦我們開始應用我們的統計方法來潮儀的記錄,我們意識到,我們可以添加我們所有的估計個人繳費,產生隨著時間的推移,全球平均海平面變化的記錄。 我們假設,我們估計將與此前公佈的結果一致,但是我們發現實際上是相當不同的。

我們的分析結果表明,1901-1990以前的估計過高。 我們估計1901-1990“海平面上升”速度每年1.2毫米,從每年1.5毫米下來。 事實上,我們較低的估計與在IPCC提出的“自下而上”的方法一致。 它關閉通過消除兩種不同類型的測量結果之間的差異“海平面預算”間隙。

雖然這最初可能看起來是一個積極的結果 - 上個世紀海平面上升速度較慢 - 但並非必然。 當我們觀察過去幾十年的海平面上升時,我們發現每年1993-2010 3毫米的速率與之前公佈的結果一致。 使用我們的模型,這意味著全球海平面上升的速度不會增加兩倍(每年三個1.5毫米),而是增加一倍2.5(三個除以每年1.2毫米)。

這意味著,全球海平面上升的速度是在近幾十年更高25% - 大幅增加。 而本次修訂可能影響未來海平面上升的預測。

談話這篇文章最初發表於 談話
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關於作者

乾草carlingCarling Hay在獲得博士學位後,在2012夏季加入了哈佛大學地球與行星科學系的米特羅維察小組。 來自多倫多大學的物理學博士。 Carling工作的主要目標之一是回答重要的氣候問題:觀察到的海平面變化的各種因素是什麼? 她的研究重點是利用統計技術更好地了解當前和過去暖期的全球平均海平面,並開發從歷史海平面記錄中提取源信息所需的工具。

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