不断下沉的城市与汹涌澎湃的海洋 NASA的一项发现重新定义了海岸风险

海平面上升不仅与冰盖融化有关，还与陆地移动有关。 美国国家航空航天局（NASA）领导的一项研究表明，加利福尼亚州部分海岸线下沉的速度快于海洋上升的速度，从而加剧了当地海平面的上升。

加利福尼亚州圣西蒙（San Simeon）的悬崖倾斜入海。 在加州多变的海岸线上，由于自然和人为因素的影响，陆地不断下沉和上升。 更好地了解这种运动可以帮助社区做好应对海平面上升的准备。 图片来源：NASA/JPL-Caltech

研究人员利用卫星数据确定了一些地区，这些地区的陆地运动是由人类活动（如抽取地下水）和自然力量（如地壳构造）引起的，正在以不可预测的方式改变海岸线。 在旧金山湾等地，海平面下沉可能会使海平面上升一倍以上。 圣巴巴拉等一些地区的海平面实际上正在上升，但人类活动给预测增加了很大的不确定性。

预测海平面上升不仅仅是测量海洋的高度，它还取决于我们脚下的陆地是如何移动的。 美国国家航空航天局（NASA）领导的一项以加利福尼亚州为重点的研究表明，在未来几十年里，即使是很小的陆地高程变化也会对当地的海平面产生很大影响。

预计到 2050 年，加利福尼亚的海平面将比 2000 年上升 6 到 14.5 英寸（15 到 37 厘米），主要原因是冰川、冰原融化和海水变暖。 然而，沿海社区还必须考虑陆地本身是如何变化的。 这项研究强调了在规划未来海平面变化时考虑陆地移动的重要性，其研究结果正被纳入更新的州指南。

美国国家航空航天局南加州喷气推进实验室的遥感科学家马林-戈沃尔钦（Marin Govorcin）说："在世界许多地方，比如旧金山地下的填海地，陆地向下移动的速度比海洋本身向上移动的速度还要快。"

研究显示，陆地垂直运动的速度和规模变化很大。 它可能受到抽取地下水和注入废水等人类活动以及构造活动等自然力量的影响。 研究人员证明，卫星观测可以更精确地估计这些陆地移动及其对当地海平面的影响。 与覆盖范围有限的验潮仪模型不同，卫星数据可以捕捉到整个区域的陆地移动，从而更清晰地展现塑造海岸线的动态力量。

科学家们绘制了加州沿海城市和中央山谷部分地区由于土壤压实、侵蚀和地下水抽取等因素造成的土地下沉图（蓝色显示）。 他们还追踪了隆起热点（红色显示），包括石油和天然气生产基地长滩。 资料来源：美国国家航空航天局地球观测站

来自JPL和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的研究人员利用卫星雷达追踪了加州一千多英里海岸线上升和下沉的新细节。 他们精确定位了热点地区- ，包括城市、海滩和地下蓄水层- ，这些地区现在和未来几十年都更容易受到海平面上升的影响。

为了从太空中一英寸一英寸地捕捉局部运动，研究小组分析了欧空局（the European Space Agency）哨兵-1（Sentinel-1）卫星的雷达测量数据，以及全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）地面接收站的运动速度数据。 研究人员使用一种名为干涉合成孔径雷达（InSAR）的处理技术，比较了 2015 年至 2023 年期间对同一地点进行的多次观测。

研究小组以旧金山湾区- 为研究对象，特别是圣拉斐尔、科尔特马德拉、福斯特市和湾农场岛- ，发现主要由于沉积物的压实，土地以每年超过 0.4 英寸（10 毫米）的速度持续下沉。 考虑到这些地区地势最低部分的沉降，到 2050 年，当地海平面可能会上升 17 英寸（45 厘米）以上。 这比该地区仅根据验潮仪预测的 7.4 英寸（19 厘米）高出一倍多。

并非加州所有沿海地区都在下沉。 研究人员绘制了圣巴巴拉地下水盆地每年几毫米的隆起热点，该盆地自 2018 年以来一直在稳步补充地下水。 他们还在长滩观测到了隆起，那里的石油和天然气生产过程中会出现流体提取和注入。

科学家们进一步计算了在洛杉矶县和圣迭戈县的部分地区，人类活动对当地陆地运动的影响如何使海平面预测的不确定性增加多达 15 英寸（40 厘米）。 由于碳氢化合物生产和地下水开采等人类活动的不可预测性，这些地区的可靠预测具有挑战性，需要对陆地运动进行持续监测。

在加利福尼亚中部，中央山谷的快速下沉部分（每年下沉多达 8 英寸或 20 厘米），土地运动受到地下水抽取的影响。 干旱期和降水期会交替抽取地下蓄水层或使其膨胀。 在旧金山湾区的圣克拉拉、橙县的圣安娜和圣迭戈县的丘拉维斯塔等地的含水层上也观测到了这种波动。

沿着崎岖的海岸地形，如旧金山下面的大苏尔山脉和洛杉矶的帕洛斯维第斯半岛，研究小组确定了与缓慢移动的山体滑坡有关的局部下沉运动区。 在北加州，他们还在旧金山湾和蒙特雷湾周围的沼泽地和泻湖以及索诺玛县的俄罗斯河河口发现了下沉趋势。 这些地区的侵蚀可能是一个关键因素。

这幅艺术家的概念图描绘了加利福尼亚中部和北部上空的 NISAR 卫星。 NISAR 是 NASA 和 ISRO（印度空间研究组织）的一项联合任务，是 NASA-ISRO 合成孔径雷达的简称。 资料来源：NASA/JPL-Caltech

科学家、决策者和公众可以通过 JPL 领导的OPERA（面向终端用户的遥感分析观测产品）项目来监测这些变化和其他变化。 OPERA 项目详细描述了整个北美地区的地表高程变化，揭示了包括沉降、构造和滑坡在内的动态过程。

OPERA 项目将利用即将发射的NISAR（美国国家航空航天局-印度空间研究组织合成孔径雷达）任务提供的更多最先进的 InSAR 数据。

编译自/ScitechDaily