三十多年来,绕地轨道上的卫星一直以极高的精度测量着海洋表面的高度。这些测量数据至关重要,因为海洋高度的变化是我们的星球如何应对气候变化的最清晰指标之一。不断上升的海洋表面发出了气温升高、冰川融化和洋流发生改变的信号。这些因素都通过洪水、海岸侵蚀和栖息地丧失直接影响着沿海社区。即使是基准海平面出现微小的上升,也意味着正常的潮汐循环和风暴潮会向内陆推进得更远。这可能将高潮演变成破坏性的洪水事件。
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许多人认为海洋水位是均匀的,就像浴缸里平静的水面一样。但实际上,海洋表面出人意料地崎岖不平。风将水推向特定方向;洋流重新分配热量;温度差异导致水体膨胀或收缩。甚至地球重力场的变化也会在海面上造成隆起和凹陷。所有这些因素共同作用,使得不同地区的海平面可能存在几十厘米的差异。
当我们说海平面上升时,我们是在将其与一个稳定的参考水平面进行比较,即卫星与海洋表面之间的距离。我是一名专门从事这些测量工作的海洋学家和地球物理学家。我和我的研究团队分析了1993年至2024年间,轨道卫星上的雷达仪器收集的非洲周边所有水域的海洋高度测量数据。
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非洲海平面的上升速度约为每年3.54毫米,超过了全球每年3.45毫米的平均水平。也许更令人担忧的是,上升的步伐正在加快,尤其是在非洲水域。这种加速是一种由持续的海洋变暖和冰盖融化驱动的长期趋势,无论个别年份是否出现厄尔尼诺或拉尼娜现象,它都持续存在。海洋年复一年地持续吸收热量并接收来自冰盖的融水,正是这种无情的积累,而不是任何单一的气候循环,推动了长期的加速。
非洲的38个沿海国家拥有超过2亿居住在海岸附近的居民。不断上升的海平面使这些社区面临洪水、海岸侵蚀以及饮用水和农田盐水污染的威胁。海平面上升和变暖还破坏了数百万非洲人赖以生存的渔业。
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我们分析了32年的记录,并将长期趋势与厄尔尼诺天气模式等短期影响分离开来。我们还研究了从表面到300米深度的海洋温度和盐度数据,以确定海平面变化中有多少是由海洋变暖和膨胀引起的,又有多少是由增加的水质量引起的。我们的研究揭示了关于2023年至2024年期间一些值得注意的现象。厄尔尼诺事件偶尔会将温暖的海水蔓延到太平洋的部分地区,并改变世界各地的天气模式,它与其他气候现象相结合。
最剧烈的变化发生在特定区域。海洋对变暖和气候变化的反应并不均匀。局部因素,包括洋流的强度和方向、温暖表层的深度、附近气候模式的影响,以及海岸线和海底的形状,所有这些结合在一起,使得某些地区对变化的敏感度远高于其他地区。
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包括莫桑比克、马达加斯加和科摩罗群岛周边水域在内的西印度洋,显示出最高的海平面上升加速度,为0.16毫米/年²,趋势为3.88毫米/年。包括几内亚湾以及塞内加尔、加纳、尼日利亚和喀麦隆等西非国家沿海海域在内的东中大西洋紧随其后,为3.90毫米/年。这些地区正经历着最快的上升速度和最剧烈的加速,使其成为监测和适应的优先区域。
西印度洋和热带大西洋在2023-2024年已经异常温暖,海面温度远高于长期平均水平。这就创造了一个更高的基线,厄尔尼诺现象可以从此推高温度,从而推高海平面。异常的风型抑制了正常的上升流过程。上升流是指风将表层海水推开,使得来自深海的较冷、富含营养的海水上升到表面的过程。结果是热量被困在表面,而不是向下混合并被较冷的海水取代。海洋各层没有很好地混合。
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结果是惊人的。仅热膨胀一项就占了这次事件期间异常海平面上升的70%以上,在整个非洲海域达到了近30毫米。与2015-2016年的厄尔尼诺现象相比,海洋热含量翻了两番。2023-2024年期间贡献了2.34厘米的上升,在短短两年内占自1993年以来总增加量的19%。
由于海平面几十年来一直在稳步攀升,每次新的极端事件发生前的起点已经比过去更高。全球海平面上升主要由两个因素驱动。首先,随着海水变暖,它会膨胀。格陵兰岛和南极洲融化的冰川和冰盖增加了海洋的水量。这两者都是人类引起的气候变化的后果。
这种上升不是一个自然循环。虽然海平面在地球历史上一直存在波动,但目前的上升速度远远快于几千年来所见的任何情况,这是由燃烧化石燃料和随之而来的大气中温室气体积聚所驱动的。大城市面临着日益增长的危险。拥有超过2000万居民的拉各斯坐落于低洼地带,越来越容易受到洪水的侵袭。坦桑尼亚的达累斯萨拉姆也面临着类似的风险。科摩罗和塞舌尔等小岛屿发展尤其暴露在危险之中。
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今天的“正常”水位比30年前高出几厘米。每一次新的事件都是建立在一个因几十年的变暖而已经膨胀的海洋之上的。而当上升流没有发生时,鱼类种群就会数量下降,依赖它们的社区就会失去食物和收入应对这场危机需要在多个方面采取行动。最根本的是,必须大幅减少全球碳排放,以减缓海洋变暖。如果不在这世纪中叶实现碳中和,非洲将面临到2100年升温超过2°C的风险。
适应同样紧迫。非洲国家需要扩大海洋监测网络,以跟踪变化并提供早期预警。海岸需要通过海堤、恢复的红树林和改善的排水系统来保护。西非沿海地区管理计划是一项由世界银行支持的区域性努力,它是一个很有前景的模式。它旨在通过基础设施投资、基于自然的解决方案和政策协调,帮助各国管理侵蚀、洪水和污染。保护非洲的海岸需要将海洋学科学与社区层面的规划相结合,以建立抵御不确定的海洋未来的韧性。
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