全球变暖中的汹涌海洋

在一个温暖的世界 ： 关于当前影响和未来海平面上升预测的最新科学 “海平面上升完全是人类制造的危机。世界必须采取行动， 并在为时已晚之前回答 SOS 。 ” In 2021,IPCC第六次评估报告（AR6）高度肯定地指出，全球平均海平面上升的速度至少在过去3000年中是前所未有的，这主要是由于人类引起的全球变暖所致。自那以来，有关气候“临界点”和冰川动力学的新兴研究已引起科学家们的警觉，认为未来海平面上升（SLR）可能比先前认为的更大且发生得更快。 这份技术简报提供了关于海平面上升（SLR）及其当前和预测影响（包括沿海洪水）的最新科学研究总结，涵盖全球和地区层面，并重点关注二十国集团（G20）国家的主要沿海城市以及太平洋小岛屿发展中国家（Pacific SIDS）。 研究发现表明，SLR正在影响世界各地沿海社区和低洼岛国的日常生活和生计，并且这一趋势正在加速。未来几个月和几年内政治领导人和政策制定者采取的气候行动和决策将决定这些影响的严重程度以及它们恶化的速度。 1. 海平面上升的现状 全球平均海平面正在上升并加速上升，这是人类引起的全球变暖的直接后果。这一海平面上升主要由两个因素驱动：陆地冰川的融化和海水因变暖而膨胀。1它们的综合影响导致整个海平面平均上升 (图 1) 。世界上大部分的海洋 美国国家航空航天局（NASA）最近的数据发现，相对于1993年，2023年的全球平均海平面上升了9.4厘米（±1厘米），这标志着自19世纪以来现代观测记录中的最高水平。3 自20世纪初以来，全球平均海平面升速超过了过去至少3000年中任何世纪的升速，并且上升速率正在加快。4 SLR的平均率在1901年至1971年间为每年0.13厘米[0.06–0.21厘米]，从1971年至2006年增加到每年0.19厘米[0.08–0.29厘米]，并在2006年至2018年间进一步增加到每年0.37厘米[0.32–0.42厘米]。5根据世界气象组织(WMO) ，过去十年的SLR率自卫星记录的第一个十年以来翻了一番多，从1993-2002年的每年0.21cm增加到2014-2023年的每年0.48cm。6 根据IPCC AR6报告，1901年至2018年期间，全球平均海平面上升了20厘米（误差范围为15-25厘米）。从1993年（卫星记录开始）到2018年，全球平均海平面上升了8.1厘米（误差范围为7.2-9.0厘米）。2 自20世纪初以来，全球平均海平面升速比过去至少3000年中的任何世纪都要快，并且升速正在加快。 陆冰——冰川和冰盖——包含了地球大部分的淡水。随着温度升高，尤其是在极地地区，冰川和冰盖正在融化，向海洋中增加了水量。近期SLR的加速主要得益于格陵兰和南极冰 sheet 冰川融化的速率加快。7它们的平均每年损失冰量分别约为 2700 亿吨和 1500 亿吨。8有记录以来最糟糕的七年冰层损失都发生在过去十年中。9 在过去的二十年中表现出特别强劲的增长。122023 年， 海面温度和海洋热含量达到了观测记录中的最高水平。预计由于全球变暖导致地球系统中累积的热量，海洋上层2000米将继续变暖——这一变化在百年至千年的时间尺度上是不可逆的。13 在2006年至2018年间，陆地冰川融化对全球平均海平面上升的变化贡献了约45%，而海水膨胀贡献了39%。此外，不到17%的变化来自于人类驱动的土地和水资源储存变化（如水库建设或地下水抽水入海）。14 同时，自1971年以来，由于温室气体排放增加，海洋吸收了地球系统累积的超过90%的多余热量。10随着热量的吸收 ， 海洋温度升高 ， 水膨胀 ， 导致 SLR 。11海洋变暖率 2. 未来海平面上升的预测 工作组一（WGI）对IPCC AR6的贡献评估了在五种不同的温室气体排放和社会经济情景下未来海平面上升的情况（详见附件I以获取更多信息）。19在“共享社会经济路径”SSP1-1.9情景（该情景下最低排放导致本世纪末升温1.4°C，全球平均海平面上升[SLR]预计到2050年达到18cm[15–23cm的可能性范围]，到2100年达到38cm[28–55cm]，相对于1995–2014年水平）。在SSP5-8.5情景（该情景下最高排放导致本世纪末升温4.4°C，SLR预计到2050年达到23cm[20–29cm]，到2100年达到77cm[63–101cm]，相对于1995–2014年水平）（表1）。20 SLR在本世纪及未来千年的规模、时间点和速率将取决于全球变暖稳定时的长期温度，以及在此之前的温室气体排放路径及其相关温度变化。15 即使在净零排放达成之后，SLR（海平面上升）仍将继续，因为过去排放导致的 warming 和陆地冰川融化将持续产生影响。因此，海平面对 centuries 到 millennia 时间尺度都会持续上升，并将在千年内保持升高状态。16 上述“可能”（即至少66%的概率）的预测仅考虑了可以至少以中等信心进行预测的过程。然而，为了应对最糟糕的情况，也应该考虑那些可能性较低但潜在影响较大的过程。冰盖不稳定过程导致的冰川损失在时间和空间上的规模是预测未来海平面上升（SLR）幅度和速率的最大不确定性来源，并可能导致到2100年前后的海平面上升高于“可能”范围。 此外 ， 无论未来的排放如何 ， 都已经承诺了一定数量的单反 ，由于长期温室气体的历史累积排放 ， 如二氧化碳 (CO) 和2 由它们引起的温度升高。根据 IPCC AR6 ，到 2016 年的历史排放量可能会导致承诺的 SLR 为 0.7 - 1.1 m ，直到 2300.171850 年至 2022 年 ， 累计人为 CO 排放总量2 AR6还评估了一个低概率、高影响的故事线，该故事线考虑了在SSP5-8.5最高排放情景下，南极洲和格陵兰地区的冰川融水流失速度可能比预期更快。在这种情况下，到2100年全球平均海平面上升（SLR）可能超过“很可能”范围之上，导致到2100年相对于1995-2014年的95%分位数估计值高达2.3米。 约 2550 亿吨 (GtCO) ， 其中 31%2came from land-use change and 69% from fossil-fuel p roduction and consumption.然而，自1960年以来，化石燃料排放显著增加，而土地利用变化并未显著增加，导致2013年至2022年间化石燃料的贡献率达到88%。18 表 1.IPCC AR6不同情景下评估的SLR未来时期增长率及与1995-2014年 projections 的总结。21中值值（以及“可能”范围）适用于所有情景，除了“低概率、高影响”的情景外。后者显示了第17百分位到第83百分位的范围。方括号中每个情景末世纪2081年至2100年的 warming 估计是基于1850年至1900年时期的。资料来源:IPCC AR6 WGI ， 第 9章 ， 表 9.9 。 在未来几个世纪，这将导致广泛的海岸线损失和损害，并对世界各地许多沿海社区的生计和资产造成损失。 此外，最近的科学研究集中在地球系统中的气候“ tippingpoints ”上，发现超过长期温度阈值1.5°C可能会导致格陵兰冰盖和西南极冰盖不可逆地崩溃。242024 年 8 月发表的一项研究表明每额外超出0.1°C的临时过冲（即使温度后来下降），也会增加触发此类临界点的风险。25然而，由于科学仍在不断发展，这些预测存在较大的不确定性，并且科学界在这些新兴问题上缺乏共识。26 自2021年IPCC AR6 WGI发布以来，越来越多关于冰川损失的科学研究引起了科学家们的警觉，表明未来海平面上升（SLR）可能更大且发生得更快。（ 研究清单见附件二) 。22这些最近的研究表明全球长期升温2°C可能导致格林兰几乎全部、西南极洲大部，甚至东南极洲的部分脆弱区域最终消失，从而引发不可逆转的海平面上升，并使地球在未来数千年内海平面上升12-20米。233 ° C 的变暖可以进一步加速这种损失 3. 海平面上升的全球影响和含义 加速海平面上升有可能重新定义二十一世纪的海岸线。它可能会对许多低洼岛屿、人口密集的沿海超大城市、大型热带农业三角洲以及北极社区的安全、安全性和可持续性构成重大风险。27 所有小岛屿发展中国家的 1.64 亿美元(0.69 - 5.15 亿美元)2020 合并。29这一估计考虑了沿海洪水对建筑物、基础设施和农业的直接损害。 相对海平面上升（SLR）也威胁着所有大陆上数十个沿海超级城市，包括但不限于曼谷、布宜诺斯艾利斯、达卡、广州、雅加达、拉各斯、伦敦、洛杉矶、迈阿密、孟买、新奥尔良、纽约市、里约热内卢、上海和东京。 世界上大部分人口、经济活动和世界文化遗产都集中在海边。 低海拔沿海地区(LECZ)包括与海洋相连的大陆和岛屿地区 ， 平均海平面以上不超过 10 米 ，包括从小型岛屿到超大城市、从热带到极地、遍布全球北方和全球南方的各种多样化的系统。. 世界上大量的人口、经济活动、关键基础设施以及文化世界遗产都集中分布在沿海地区：LECZ产生的国内生产总值约占全球的14%，人口接近全球的11%（约9亿人）——这一数字预计到2050年将超过10亿。.28 基于IPCC AR6报告中呈现的SLR投影数据集，NASA SLCT开发了“IPCC AR6海平面上升预测工具”，用于估算和可视化2080-2100年不同 warming 情景下的局部和地区性海平面上升， warming 值范围从1.5°C到5°C。30表2展示了在 warming 情景下过去和未来预期的SLR数据，该情景大致与当前政策路径一致，涵盖了部分G20国家的主要城市。如表 2 所示 ， 这些城市在 2020 年相对于 1990 年已经经历了 3 - 26 厘米的相对单反。 SLR 对拥有大量海岸人口的国家构成主要威胁，尤其是在发展中国家。对于小岛屿发展中国家（SIDS），SLR损毁土地、破坏基础设施、扰乱生活和生计，并由于近海经济区（LE CZ）内人员、资产和基础设施的高度集中，威胁居住适宜性。根据欧洲委员会联合研究中心的一项研究，目前估算的年度沿海洪水成本已经达到了一定水平。 到2050年，大多数地区预计还将经历超过15厘米的海平面上升（SLR），其中六个城市（大西洋城、波士顿、新奥尔良、纽约市、大阪和上海）可能面临24至41厘米的海平面上升。 Notes:（1）2020年至2050年SLR的变化计算方法为：（2050年SLR相对于1995-2014年的SLR）－（2020年SLR相对于1995-2014年的SLR）；（2）1990年至2020年观测到的全球平均SLR约为10cm；（3）预计2020年至2050年全球平均SLR为16cm [14-21cm]。 在RCP8.5情景下（全球变暖4.4°C），到2100年，此类事件预计每年将发生超过一次（详见附录I）。36此外，一项最近的研究预测，在海平面上升0.7米的情况下，目前每年发生的轻微洪水事件将几乎每天在全球范围内发生。37 气候驱动的沿海灾害和风险不仅来自海平面上升（SLR）本身，还来自其对风暴潮、潮汐和波浪的放大作用。 沿海地区洪水灾害及其相关风险预计也会由于人类活动如修建大坝或抽取地下水和化石燃料导致的局部土地沉降而增加。31他们的综合影响可能导致由于沿海洪水、盐水入侵地下水和河流、海岸线后退以及沿海生态系统和经济部门的变化或丧失而造成的基础设施损坏。 预计在大多数地区 ， 当今极端但罕见的海平面事件的频率将大大增加。 such影响已经或很可能对生计、定居点、健康与福祉、食品和水资源安全造成风险。32影响也可能远远超出沿海社区。例如，由气候变化引起的自愿或非自愿迁移和从沿海地区迁出可能导致人口向内陆地区的流动，而渔业或农业经济活动的丧失以及港口的损坏会严重损害全球粮食系统、供应链和海上贸易，从而带来从地方到全球的政治、经济和安全层面