研究：科學家低估了世界各地的海平面
人類是沿海物種。世界上超過十分之一的人居住在距離海岸三英里的範圍內，大約 40% 的人居住在距離海洋一小時車程的範圍內。這些沿海地區在全球經濟中發揮巨大的力量——光是在美國，沿海縣就佔GDP的三分之一。
但是，當潮汐洪水或風暴期間水位上升並溢出內陸時，吸引如此多人們前往的海洋也會構成威脅。水往往是許多自然災害中最致命、最具破壞性和代價最高的因素。隨著沿海人口的成長，沿海災害造成的經濟損失也在增加，特別是氣候變遷導致海平面上升。自 1880 年以來，全球平均海平面已上升約 9 英寸，這是冰融化和海洋擴張導致全球暖化最明顯的影響之一。有些地方的海平面上升速度快於其他地方，尤其是在陸地退縮的情況下。
因此，令人震驚的是，在世界上許多人口最多的地區，我們大大低估了海平面，這是沿海生活的關鍵後果。
這是今天發表在該雜誌上的一項新研究的結論 自然。平均而言，對海洋高度的傳統估計大約低了一英尺，儘管在世界某些地區，誤差超過三英尺。這些明顯的錯誤不僅僅是一個科學問題——海平面估計用於創建危險地圖，以確定人們居住的地方、在哪裡創建保護屏障，以及保險公司是否會為您的房屋提供保護。我們遇到這個錯誤的事實意味著我們的一些基礎設施可能已經面臨比我們預期更多的海洋威脅。
再加上這個錯誤的估計，由於我們已經排放的溫室氣體，現在已經鎖定了進一步的變暖，這將不可避免地導致海平面上升，我們正在考慮這樣一種情況：在未來幾十年裡，將有數以千萬計的人面臨生命和生計的威脅。到 2100 年，全球平均海平面預計將平均上升 9 英寸至 3 英尺以上，這在很大程度上取決於我們減少碳排放的速度。這高於研究中所描述的低估海平面。結果是，許多人可能沒有意識到他們今天有多脆弱，以及他們未來面臨的風險有多大。
有多少科學家錯誤地計算了大海的高度
如此多的研究人員在如此基本的問題上可能長期犯錯，這似乎很奇怪，但測量全球海平面卻出乎意料地複雜。你不能只是把一把尺插在海裡。水不斷地隨著波浪而移動，隨著潮汐而漲落。隨著時間的推移，土地也會下沉。即使您設法在一個位置獲得了不錯的平均讀數，它也不會轉化為其他地方。行星是圓的，但不是一個完美的球體，這意味著重力的作用並不均勻。它還旋轉，導致其沿著赤道膨脹。
所有海洋中的水本身俱有不同的鹽濃度和溫度，這會改變其密度。風會推動海洋表面，導致某些區域的海洋面積增大，而另一些區域的海洋面積則變薄。最終的結果是，世界各地的海平面存在差異，甚至國家之間也是如此——在美國，美國西海岸的海平面高於東海岸。
當面對像海洋這樣複雜的系統時，科學家會怎麼做？他們使用一個簡化的模型，在本例中，地球模型稱為大地水準面，該模型模擬海洋僅在地球重力和自轉力作用下的沉降位置，忽略了洋流和風等因素。此大地水準面模型通常根據衛星資料構建，用作陸地和海洋高程的參考水準。這項新研究的合著者、義大利帕多瓦大學的研究員卡塔琳娜·西格（Katharina Seeger）解釋說，大地水準面模型不包括海平面的實際測量。
整個過程簡化了數學，但遺漏了很多關鍵訊息，特別是在放大特定區域時。西格在她對緬甸伊洛瓦底三角洲的研究中發現了這種差異，那裡容易發生洪水的低地地圖很少，因此很難預測在定期的季風降雨和風暴期間水位何時會上漲。
瓦赫寧根大學研究中心的科學家菲利普·明德胡德（Philip Minderhoud）是這項研究的作者，他在調查越南湄公河三角洲（該地區經常發生洪水）的沉積物時發現了類似的情況。 「在三角洲本身，我看到水位比地圖顯示的要高得多，」明德胡德說。
他們的經歷促使他們調查世界其他地區是否也存在類似的差異，以及是否存在更大的根本問題。最初作為一個副項目最終成為多年研究的焦點。
Seeger 和 Minderhoud 研究了 2009 年至 2025 年間 385 篇同行評審文章中對世界各地沿海影響的估計。他們發現，根據大地水準面對陸地高度的估計與對海平面的直接測量不同步。事實上，Minderhoud 和 Seeger 90% 以上的沿海災害評估都低估了沿海海平面，因為他們沒有透過直接的當地海平面測量來修正大地水準面計算。
錯誤的規模在世界各地的分佈並不均勻。北美和歐洲等地區有更多的本地測量結果，因此假設海平面與實際海平面之間的差距較小。最大的差異出現在東南亞和印度太平洋等研究較少的地區，其中包括印尼和菲律賓等人口稠密的島國，這些國家的海岸線比例更長，因此面臨危險的人口和基礎設施也更多。
「這些發現非常令人驚訝，」杜蘭大學地球與環境科學教授托比昂·托恩奎斯特（Torbjörn E. Törnqvist）說，他沒有參與這項研究。 “我們有點失誤了。這是一個非常基本的事情，我們很多人都沒有給予太多關注。”
我們依賴不完美的訊息
然而，科學家並不是不知道晶洞只是海平面的近似值。海洋學家很早就知道這一點。那麼這個東西怎麼會丟失這麼久呢？
很難給出一個明確的答案。部分原因是，將海平面上升的物理原理與沿海地區人民面臨的風險聯繫起來本質上是一個跨學科問題，而專家們並不總是擅長相互交談。 「本文指出的許多問題都是在這兩個社區之間轉化的，」托恩奎斯特說。 “我真的很好奇這項（新研究）會做什麼。”
一個直接的潛在解決方案跳出來：低估海平面的研究作者是否可以在風險計算中簡單地將舊數字換成正確的數字？ 「事情可能幾乎就是這麼簡單，」明德胡德說。 “並不是說這些研究在方法論上有缺陷，而是它們基於一個不可接受的假設。”
還需要更多的本地測量來填補世界許多地區的空白，以獲得正確的海平面。這些更準確的測量可以幫助社區更好地規劃如何適應我們無法避免的暖化。
我們已經看到，雖然許多類型的災害造成的損失越來越大，但隨著社會變得更加富裕，它們造成的死亡人數通常會減少。更好的預報和早期預警系統幫助人們逃離了即將到來的颶風和海嘯。根據世界氣象組織的數據，2010 年代，全球平均每天有 170 人因災害死亡，而 2010 年代每天有 40 人死亡。
但是，雖然人們可以逃避海平面上升，但建築環境卻不能。保護它需要做好準備，但即使是選擇海平面上升情景來進行規劃的簡單行為也可能在政治上引起爭議——沒有人願意發現自己的家園位於洪氾平原上。
羅格斯大學研究海平面上升的教授羅伯特·科普（未參與這項研究）解釋說，最終，對於沿海地區發生的情況，其他因素可能比科學家對海平面上升的估計更為重要。生活在沿海地區的人們清楚知道海洋並不平坦，許多擁有資源來規劃未來的地區已經在考慮當颶風將幾英尺的海水推向內陸時該怎麼辦。
另外，人們不會坐以待斃。隨著經濟的變化，隨著越來越多的居民意識到風險，以及保險公司停止保護海岸附近的財產，社區可能會後退或建造海堤和洪氾區。如果我們直面挑戰，這最終可能會決定我們面臨的海洋危險有多大。
科普寫道：“自然科學家很容易關注我們所在的系統，但事實是，未來的沿海風險既取決於當前和未來的海平面，也取決於人類系統的演變。”
但研究表明，這些人類系統依賴良好的信息，而世界上一些最貧窮和人口最稠密的地區仍然缺乏這種資訊。這些地區適應即將發生的情況的資源也最少。托恩奎斯特說：“許多地區，例如東南亞，相對於當地海平面的水平實際上可能比我們想像的要低。” “這意味著面臨風險的人數比我們之前想像的要多數百萬人。”
這是一個鮮明的提醒，我們根據不完美的資訊做出數十億美元的決策，並且必須適應一個其結果仍然由我們今天的行動決定的世界。風險模型確實保證了更高的準確性，但它們的品質取決於原始數據，這始終值得仔細檢查。否則，我們面臨的危險可能比我們意識到的還要大。
