空间激光测量揭示了首次给出30年全球海洋质量变化的精确记录

2025年9月21日，香港理工大学研究团队利用创新前向建模技术，攻克卫星激光测距空间分辨率低的难题，实现了全球海洋质量变化的长期监测。研究表明，全球平均海平面（GMSL）的上升主要由海洋质量的增长推动，陆地冰川的消融已成为当前海平面变化的主导因素。

研究团队采用创新的前向建模技术，突破了卫星激光测距的空间分辨率限制，实现了对全球海洋质量变化的长期监测。来源：香港理工大学

香港理工大学的科研人员采用先进的空间基准测量技术，首次给出了1993年至2022年全球海洋质量变化（即重力静水海平面）的精确30年记录。分析发现，海洋质量变化在推动海平面上升中起到主导作用。

数据显示，过去30年全球平均海平面以每年约3.3毫米的速度上升，并呈现明显加速趋势，凸显气候变化带来的日益严重影响。相关成果已发表在《美国国家科学院院刊》上。

两大过程导致全球平均海平面上升：一是海水受热膨胀（海洋吸收了约90%来自地球气候系统的多余热量）；二是因陆地冰雪融化导致的海洋质量增长。因此，海洋质量变化的持续监测对理解当前海平面变化趋势至关重要。

研究团队由理大土地测量与地理信息学系空间大地测量与地球科学讲座教授陈建立带领，联合研究助理教授聂宇峰等，首次利用卫星激光测距（SLR）获取的时变重力场数据，直接估算了1993—2022年全球海洋质量变化。

此前，海平面上升的推算主要依赖卫星测高，直到2002年“重力恢复与气候实验”（GRACE）计划的启动，才得以通过卫星重力测量记录海洋重力静水海平面。SLR作为一项成熟的大地测量手段，通过激光脉冲精确测量地面站与卫星间距离。但由于卫星和地面站数量有限、轨道高度高（仅能探测长波重力变化）及观测分辨率低等历史局限，SLR难以直接用于海洋质量变化的精确估算。

为突破这一限制，研究团队引入了包含详细海陆边界信息的前向建模方法，显著提升了空间分辨率，使得基于SLR的全球海洋质量长效监测成为可能。

研究披露，1993—2022年全球平均海平面总共上升约90毫米，其中约60%归因于海洋质量的增长。自2005年以来，海洋质量的急剧增加已经成为全球海平面上升的首要推手。整个研究时期，格陵兰等极地和山区冰雪的加速消融贡献了逾80%的全球海洋质量增长。

陈建立教授表示：“近几十年来，气候变暖导致陆地冰体流失加剧，这已成为推动全球海平面上升的主导力量。我们的研究可直接量化全球海洋质量的增加，对多年海平面收支做出全面评估，为检验未来海平面变化模型和情景预测提供了关键数据。”

聂宇峰博士补充道：“SLR分析获得的海洋质量变化，与卫星测高观测到的总海平面变化（剔除热膨胀的效应后）高度一致，显示传统SLR方法现已能作为长期气候变化研究中的新型有力工具。”

该研究获得中国国家自然科学基金、香港研究资助局协作研究基金及香港理工大学土地测量与地理信息学系内部基金等支持。