中国科学家首次用卫星激光测距发现全球海平面以前所未有速度上升

热门资讯 2025年09月08日 19:17 1 admin

信息来源：https://doi.org/10.1073/pnas.2425248122

全球海平面以前所未有的速度上升，这一关乎人类未来的重大环境挑战正通过创新的科学技术得到更精确的量化。香港理工大学研究团队近期在《美国国家科学院院刊》发表的突破性研究显示，过去30年间全球海平面年均上升3.3毫米，且上升速度呈现持续加速态势。

这项研究的独特之处在于首次成功运用卫星激光测距技术直接观测全球海洋质量变化，为理解海平面上升的根本机制提供了全新视角。研究覆盖1993至2022年时间跨度，通过精密的空间大地测量技术，科学家们得以量化海洋质量增加对全球海平面变化的贡献程度。

技术突破开启海洋观测新纪元

传统海洋监测主要依赖卫星测高技术估算海平面变化，直到2002年"重力恢复及气候实验卫星"发射才实现基于重力测量的相关观测。然而，卫星激光测距作为一项成熟的空间大地测量技术，此前因技术限制难以直接应用于海洋质量变化监测。

港理工研究团队通过自主研发的正向建模技术，成功克服了空间分辨率限制带来的信号泄漏问题。这一技术创新整合了海洋与陆地边界的精确地理信息，使得卫星激光测距技术能够捕获长波重力信号并转化为海洋质量变化的可靠数据。

研究团队负责人陈剑利教授指出，这种方法的优势在于能够提供长期、连续的观测数据，弥补了传统监测手段的不足。通过激光精确测量卫星与地面观测站之间的距离变化，研究人员能够推算出地球重力场的微小变化，进而反演出海洋质量的变化情况。

研究结果揭示了一个令人关注的趋势：全球海平面上升的主要驱动力正在发生变化。在过去30年中，全球海平面累计上升约90毫米，其中约60%由海洋质量剧增造成。特别是自2005年以来，海洋质量增加已成为海平面上升的主要因素。

根据最新数据，格陵兰等极地地区的冰盖及陆地冰川加速融化，占全球海洋质量总增量的80%以上。这一发现与国际最新观测数据高度一致。美国国家航空航天局2024年的分析显示，格陵兰冰盖仍然是全球最大的区域性海平面上升源头。

值得注意的是，2024年格陵兰冰盖质量损失为55吉吨，虽然是自2013年以来的最低年度冰损失，但长期趋势依然令人担忧。自2002年以来，仅格陵兰冰盖就已为全球平均海平面上升贡献了约14毫米。

南极冰盖的变化同样值得关注。虽然2024-2025融化季节呈现出快速开始、提前结束的特征，但总体而言，南极和格陵兰冰盖的融水自1993年以来已贡献了全球海平面上升的三分之一。

全球海平面上升主要由两大机制驱动：海洋热膨胀效应和海洋质量增加。海洋吸收了地球气候系统中约90%的多余热量，导致海水温度升高、体积膨胀。同时，陆地冰川和冰盖融化产生的大量淡水流入海洋，直接增加了海洋质量。

港理工研究团队的创新之处在于能够区分这两种效应的相对贡献。通过扣除海水热膨胀效应后，卫星激光测距技术分析得出的海洋质量变化数据与传统卫星测高技术获得的总体海平面变化数据高度吻合，这验证了新技术的可靠性和精确性。

论文第一作者聂宇锋博士强调，这种技术验证对于未来气候预测具有重要意义。精确量化海洋质量增加的贡献，不仅有助于理解当前海平面变化的机制，更为验证耦合气候模型提供了关键数据支撑。

最新国际数据显示，全球海平面上升速度正在加快。美国气候机构的统计表明，自1880年以来，全球平均海平面已上升21-24厘米。2023年，全球平均海平面创下新的记录高值，达到101.4毫米。

更为令人关注的是，2024年的观测数据显示了超出预期的海平面上升速度。美国国家航空航天局的分析发现，2024年全球海平面上升了0.23英寸，超过了预期的0.17英寸。这一"意外"的快速上升主要归因于海水热膨胀效应的增强。

世界气象组织发布的《2024年全球气候状况》报告确认，2024年全球平均海平面在卫星记录期间（1993年至今）达到了历史最高水平。这一趋势与全球气温创纪录、海洋热含量持续增加的整体气候变化模式相一致。

港理工团队的研究成果不仅在技术层面实现了突破，更为全球气候变化研究提供了新的工具和方法。卫星激光测距技术有望成为研究气候变化的重要手段，为长期气候监测和预测提供更加可靠的数据基础。

研究显示，如果当前趋势持续，根据1993-2024年的观测数据推算，全球海平面可能增加超过169毫米。这一预测对沿海地区的规划和适应措施具有重要指导意义。

国际科学界普遍认为，海平面上升是气候变化最直观和最具威胁性的表现之一。目前，上升的海平面正在影响全球约10亿人口的生活。随着极地冰盖和陆地冰川持续融化，这一挑战将变得更加严峻。

陈剑利教授表示，近几十年来气候暖化导致的冰川冰盖加速融化已成为海平面上升的主要因素。通过精确量化全球海洋质量的增加，科学家们能够全面评估其对海平面变化的长期影响，这对于制定有效的气候适应策略至关重要。

这项研究的意义不仅在于揭示了海平面上升的机制，更在于为全球气候治理提供了科学依据。随着监测技术的不断进步和数据积累的持续增加，人类对气候变化的理解将更加深入，应对策略也将更加精准和有效。

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