東部和海灣海岸的海平面持續上升

威廉和瑪麗弗吉尼亞海洋科學研究所的研究人員發布了他們的第一個海平面「報告卡」的年度更新，標誌著從1969年到2018年50年的海平面觀測。這些基於網路的圖表——可以在https://www.vims.edu/research/products/slrc/index.php上找到——基於對從緬因州到阿拉斯加的美國海岸線32個地區的潮汐測量記錄的持續分析，預測出2050年的海平面。由於美國政府停運35天，這使得美國國家海洋和大氣管理局無法收集和獲取最新的潮汐測量記錄。

該項目的負責人、VIMS退休教授約翰·布恩(John Boon)說，報告卡提供的海平面預測比NOAA或其他機構發布的預測更新得更頻繁，從而增加了價值。布恩和他的同事還使用了一種統計方法，其中包括最近美國許多測潮站海平面變化速度加快的證據，並強調他們使用的是相對海平面的測量方法，即相對於人們生活和工作的陸地表面的水位變化。弗吉尼亞州和其他東部和墨西哥灣沿岸地區的相對海平面上升是由於水位上升和陸地下沉。今年的報告卡使用2018年歷年每日潮汐表記錄的月度摘要進行了更新。報告顯示，32個監測站的海平面變化趨勢總體保持穩定，儘管控制海平面的過程在不同地區之間略有波動。

VIMS海洋科學家莫莉米切爾(Molly Mitchell)彙編並分析了今年的潮汐測量數據，她強調了2018年海平面報告卡的兩個特點。首先是北卡羅萊納州威明頓市測潮記錄中顯示的九月颶風佛羅倫薩的清晰信號。米切爾說:「北卡羅萊納的強降雨導致整個秋天威爾明頓的水位升高，儘管這對長期趨勢的影響很小，因為只是暫時的上升。」從9月14日到18日，佛羅倫薩在北卡羅來納州沿海大部分地區的降雨量從20英寸下降到30多英寸。

米切爾還指出，在加州、俄勒岡州和華盛頓沿海地區的8個監測地點中，有5個的海平面上升速度明顯加快。她說:「儘管西海岸的海平面一直在緩慢上升，但模型一直預測，海平面將開始以更快的速度上升。」「過去兩年的成績單支持這一想法。」科學家們認為，這種加速是由於與太平洋年代際振蕩(一種類似厄爾尼諾現象的氣候變化模式)有關的風向模式發生了變化。

2018年，路易斯安那州格蘭德島和德克薩斯州加爾維斯頓的墨西哥灣沿岸海平面繼續高速上升(格蘭德島每年上升7.75毫米，加爾維斯頓每年上升6.19毫米)，但這兩個地區的海平面都沒有明顯加速上升的跡象。如果不加速增長的情況繼續下去，預計到2050年這些地區的海平面將大致相當於弗吉尼亞州諾福克的海平面(比1992年高出0.49米[1.6英尺])，儘管它們目前的上升速度要大得多——在32個監測地點中排名第一和第三。

在加爾維斯頓以南的德克薩斯州羅克波特也發現了一個高增長率(6.72毫米/年)，但是在2018年之前測量到的加速度是所有地區中最高的，為0.240毫米/年，這使得其2050年的預測相對於1992年的水平高出0.78米(2.6英尺)。Mitchell和Boon將這些海灣沿岸站點的局部高增長率和加速的強烈對比歸因於它們在一個有著複雜的水和碳氫化合物開採歷史的沉積盆地中的位置。抽取地下水和石油會引起地面沉降，從而導致海平面相對上升。

由於海平面的長期變化通常是每年幾毫米左右，研究人員傳統上認為沒有必要頻繁發布海平面變化預測。此外，許多海平面預測都是全球範圍的，預測的地平線是2100年——這一距離足以讓人容易察覺到線性變化。因此，聯合國經常報告本世紀末海平面絕對上升44至74厘米(1.4至2.4英尺)。

VIMS團隊有意採取了一種更加本地化和及時的方法，旨在為沿海居民、企業和政府增加最大價值。布恩說:「我們的報告卡顯示了海平面最近的變化，以及你所在地區目前的情況。眾多研究表明,當地的海平面上升和加速度與政府間氣候變化專門委員會發布的全球利率很大的不同和NOAA——一個關鍵的結果,因為當地利率的相對海平面上升給直接估計的房屋,建築物,道路面臨洪水的威脅。」

該小組決定使用現有潮汐測量數據的一個子集，這與美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)採取的傳統方法背道而馳。NOAA負責管理美國的官方潮汐監測站網路。布恩說:「美國國家海洋和大氣管理局在確保國家長期潮汐數據集的連續性、一致性和可用性方面所做的努力值得讚揚。」「但與此同時，更長的記錄並不總是更好的，尤其是當有證據表明近期海平面上升速度呈非線性變化時，就像我們在美國東海岸看到的那樣。」

Boon早前的一項分析顯示，這種加速始於1987年，在1969年開始的36年滑動窗口的中心——因此為VIMS報告卡設定了開始日期。幾十年前，美國許多潮汐測量站開始運作，但在這段時間內，有更多的監測站擁有完整或接近完整的記錄。考慮到最近持續變暖的證據，在全國範圍內對海平面變化進行比較研究時，只分析同期的觀測結果是有意義的。米切爾進一步解釋說:「如果你越過海平面上升這樣的門檻，那麼之前的記錄——比如始於1900年的潮汐測量記錄——就會對你的前進方向產生偏見。我們認為今天的冰蓋融化速度比以往任何時候都快，如果這是真的，那麼過去90年的數據將無法準確預測未來。

NOAA海平面預測中使用的線性速率與VIMS報告卡中使用的非線性、加速速率之間的差異，可能導致對我們未來海平面的預測出現巨大差異。將美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)對弗吉尼亞州諾福克(Norfolk)測潮儀的線性海平面預測延長至本世紀中葉，結果顯示，到2050年，這裡的海平面將上升0.3米(11.8英寸)，而VIMS的預測——使用非線性加速速率——為0.49米，即19.3英寸。海平面上升20厘米(8英寸)將對這一低洼地區產生重大影響。

VIMS團隊還警告說，未來海平面可能會像今天一樣經歷短期的變化。因此，弗吉尼亞州和其他地區的沿海居民和規劃者到2050年可能會經歷海平面的顯著上升，他們還必須考慮到風暴潮和其他導致海平面上升的短暫力量，甚至高於預期的平均上升值。VIMS的海平面報告卡中關於預測的二次曲線的95%置信區間進一步提醒我們，任何一個月的平均海平面都可能與預測的年平均海平面偏差高達20厘米(8英寸)。

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