張通 效存德
2021年11月7日，南太平洋島國吐瓦魯外交部長科菲站在海水中為全球氣候變化峰會錄製影片，呼籲全世界關注氣候變化和海平面上升問題。這是作秀嗎？海平面上升的影響究竟多大？
近期釋出的聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告（AR6）對海平面變化監測和預估的早期結果進行了修正，並重新評估了其未來變化範圍和信度水平。我們可以從中尋求答案。
海平面上升速率加快
近百年海平面上升的判斷是有監測資料支援的。在衛星高度計出現之前，海平面變化主要依賴於少量驗潮站的觀測資料。因此，全球尺度海平面變化情況需依賴於重建演算法。
20世紀全球平均海平面上升速率在過去3000年中是最高的（高信度）。自1960年開始，全球平均海平面（GMSL）開始加速上升，從1971年至2018年的2.3毫米每年上升到2006年至2018年的3.7毫米每年（高信度）。在1993年至2018年間，海平面在西太平洋上升最快，在東太平洋上升最慢（中信度）。AR6報告認為，在1901年至1990年間，GMSL上升了0.12米（變化範圍為0.07米至0.17米），平均上升速率為1.35毫米每年（變化範圍0.78毫米至1.92毫米每年）。
最新的衛星高度計測量的GMSL也呈現上升趨勢。在1993年至2015年間，GMSL上升速率中值為3.16毫米每年。在1993年至2018年和2006年至2018年間，AR6估算的GMSL上升速率中值分別為3.25毫米每年和3.69毫米每年(高信度)。而且，衛星和驗潮站的監測資料的變化趨勢是一致的。比如，在1993年至2010年間，驗潮站重建的GMSL上升速率中值（3.19毫米每年）和衛星高度計測量值(2.77毫米每年)比較接近。在過去一百多年間（1901年至2018年），GMSL上升了約200毫米，其中最近十幾年（2006年至2018年），GMSL上升了約44毫米。
“灰犀牛”事件可能出現嗎？
影響海平面上升的因素有很多，包括海洋熱膨脹、極地冰蓋、山地冰川融化、陸地水儲存、海洋動力過程和地殼均衡調整等。其中，海洋熱膨脹貢獻約50%，冰蓋和冰川融化貢獻約42%，是其中最主要的兩個影響因素。不幸的是，未來海平面上升的趨勢還會持續。AR6報告結合共享社會經濟路徑（SSP）氣候情景，預估了未來數十年、上百年的GMSL上升情況。相對於1995年至2014年間，在SSP 1-2.6（低排放）和SSP 5-8.5（高排放）情景下，2050年的GMSL會分別升高0.19米和0.23米。到2150年，在SSP 1-2.6情景下，GMSL會上升0.5米至1米，而在SSP 5-8.5情景下，GMSL會上升1米至1.9米（中信度）。而且，這還是不考慮極地冰蓋動力系統發生極端變化的結果。
那麼，極地冰蓋動力系統發生極端變化又是怎麼回事？隨著氣候變暖、海洋升溫，極地冰蓋正在加速融化。冰蓋的穩定性是影響未來海平面預估的最大不確定性來源。如果西南極冰蓋在未來某個時間點突然崩塌，那麼GMSL也將會相應急劇上升。而這種極端情況在歷史上曾經發生過。
在上新世中期暖期，全球平均表面溫度（GMST）比1850年至1990年高2.5℃至4℃，GMSL比現在高5米至25米；在更新世時期的間冰期，GMST相對於2000年左右的海表溫度高約（0.5±1.6）℃，海平面比現在高6米至13米，其中，格陵蘭冰蓋貢獻4.5米至6米，南極冰蓋貢獻6.4米至8.8米；在末次間冰期，格陵蘭冰蓋對海平面上升的最大貢獻大約出現在125千年至120千年前，與海洋沉積記錄一致；在全新世早期，受突發冰川融水脈衝事件影響，GMSL上升了約50米至60米。
那麼，類似的海平面劇烈上升在不遠的未來會不會重現？ AR6認為，在高排放情景下，如果考慮西南極冰蓋發生不穩定大範圍崩解，GMSL不排除會上升達16米的可能，堪稱“灰犀牛”事件！
海平面上升影響幾何？
海平面上升對人類社會有著非常直接而且是多方面的影響，將擴大海洋、氣象和生態災害的影響。
海平面像是風暴和洪水發生的“發生器”，隨著海平面上升，“發生器”離人類居住地將越近，風暴和洪水發生將更頻繁、更劇烈，風暴潮（即風暴期間的洪水）將到達更遠的內陸。隨著氣候變化，海洋變暖可以為颶風提供更多的能量，使得颶風更強，並增加風暴潮的強度和影響範圍。
海平面上升也將重塑海岸線，淹沒幹旱地區，並侵蝕海灘、懸崖和沙丘等海岸地貌。海浪深入內陸會淹沒溼地，並殺死固定沉積物的沼澤草。而失去植物的固定，沉積物會更易流失。
海岸線的變化會直接影響到沿海經濟社會生活和生產活動。海平面上升不僅帶來水的問題，還有鹽的問題。如果海水淹沒了沿岸的耕地和森林，一方面，原本生長的植物會被淹死；另一方面，當地土壤的化學性質乃至生態系統也會不可逆轉地發生改變。此外，鹹水也可以侵入地下，影響飲用水，這些過程稱為鹽水入侵。隨著海平面上升，風暴潮和洪水事件加劇，鹽水入侵將更加頻繁。
目前，我們對本世紀末極端海平面上升情景的預估能力尚有不足。在劇烈升溫情景和極地放大效應影響下，南極冰架可能會更快崩解。格陵蘭冰蓋的表面物質平衡和動力學質量損失也會加速，冰架表面水熱過程和海洋層化的加劇可以加大冰架表面和底部的消融量，從而可能導致海平面加速上升。
因此，關注海平面上升問題，並重點研究極地冰蓋對全球和我國區域海平面變化的影響，對我國未來沿海基礎建設和生態環境保護等方面都具有重要的現實意義和長遠戰略意義。（張通，北京師範大學地表過程與資源生態國家重點實驗室副教授；效存德，北京師範大學地表過程與資源生態國家重點實驗室教授）
