全球平均海平面（GMSL）上升是地球暖化最明顯的跡象之一。香港理工大學（理大）的研究人員首次對全球海洋品質（也稱為氣壓海平面）變化進行了 30 年（1993-2022 年）高精度記錄。他們的發現表明，海洋質量的增加在海平面上升中發揮了主導作用。在此期間，GMSL以每年約3.3毫米的平均速度增加，而該速度本身仍在加速，凸顯了氣候變遷的影響日益增加。該研究發表於 美國國家科學院院刊。
海平面上升主要由兩個過程驅動。首先是海水隨著暖化而膨脹，海洋吸收了地球氣候系統中約 90% 的多餘熱量。另一個是陸地冰融化產生的水的增加，這增加了海洋的總質量。因此，追蹤海洋品質的長期變化對於理解今天海平面上升的原因至關重要。
首個30年來海洋品質變化的直接紀錄
研究團隊由理大土地測量及地理資訊學系空間大地測量及地球科學講座教授、理大地球及太空研究所核心成員陳建利教授領導。 LSGI助理研究教授倪玉峰博士擔任第一作者和通訊作者。他們利用透過衛星雷射測距 (SLR) 收集的時變重力場數據，首次對 1993 年至 2022 年全球海洋質量變化進行了直接估計。
先前，海平面上升預測很大程度上依賴測量海洋表面高度的衛星測高。基於衛星重力測量的海平面詳細記錄直到 2002 年重力和氣候恢復實驗啟動後才可用。 SLR 是一種成熟的空間大地測量方法，透過在衛星和地面站之間發射雷射脈衝來高精度測量距離。然而，它在研究海洋品質方面的應用受到技術挑戰的限制。這些因素包括衛星和追蹤站數量較少、衛星軌道高度較高（這限制了對廣泛重力模式的偵測）以及重力測量解析度相對較低。
創新建模釋放衛星的潛力
為了克服這些障礙，該團隊開發了一種先進的建模方法，透過整合有關海洋和陸地之間邊界的詳細資訊來提高空間分辨率。該方法允許更有效地使用基於 SLR 的重力數據來計算長期海洋質量的變化。
利用這種方法，研究人員確定全球海平面在 1993 年至 2022 年間上升了約 90 毫米。其中近 60% 的上升是由於海洋質量增加造成的。大約自2005年以來，海洋品質上升一直是推動海平面上升的主要因素。增加的水的主要來源是陸地冰的加速融化，尤其是格陵蘭島的冰。在整個研究期間，極地冰蓋和山地冰川的融化貢獻了全球海洋品質總增量的80%以上。
對氣候模型和未來預測的影響
陳建利教授表示：「近幾十年來，氣候變暖加速了陸地冰的消失，陸地冰在推動全球海平面上升方面發揮了越來越大的主導作用。我們的研究能夠直接量化全球海洋質量的增加，並全面評估其對海平面預算的長期影響。這為驗證用於預測未來海平面上升情景的耦合氣候模型提供了重要數據。」
倪玉峰博士補充說：“研究表明，在考慮了海洋熱膨脹的影響後，SLR分析得出的海洋質量變化與衛星高度計觀測到的總海平面變化非常吻合。這表明傳統的SLR技術現在可以成為長期氣候變化研究的新的強大工具。”
發布日期: 2026-02-24 05:08:00
來源連結: www.sciencedaily.com
