一项由中国科学院大气物理研究所领衔、联合美国杜兰大学、美国国家大气研究中心、圣托马斯大学及法国科研机构共同完成的最新研究,首次以高精度闭合了自1960年以来的全球平均海平面预算。该研究不仅确认了海洋变暖与冰盖加速融化是驱动海平面上升的核心因素,更揭示了一个令人警醒的趋势:全球海平面上升速率正在急剧加快,从1960年代的约每年2毫米,跃升至2005至2023年间的每年3.94毫米,几乎翻倍。这一成果于2026年5月20日发表在《科学进展》上,为气候预测模型提供了关键验证。
热膨胀与冰盖融化:海平面上升的两大引擎
研究团队通过整合多源数据,精确量化了不同因素对海平面上升的贡献。数据显示,自1960年以来,海洋热膨胀是最大的单一贡献者,占总上升量的43%。其原理在于,海水吸收大气中滞留的热量后体积膨胀,即便没有额外水分注入,海洋本身也会“胀高”。与此同时,山地冰川融化贡献了27%,而格陵兰冰盖和南极冰盖的消融分别贡献了15%和12%。此外,陆地水储量的变化(如地下水开采与水库蓄水)贡献了剩余的3%。值得注意的是,不同驱动因素的相对重要性随时间发生了显著变化:在20世纪60至80年代,海洋热膨胀和陆地水储量变化是主导因素;但自1990年代以来,格陵兰和南极冰盖的加速流失已成为海平面上升加速的主要推手。
破解“知识缺口”:从观测矛盾到预算闭合
长期以来,气候学界面临一个令人困惑的难题:卫星与潮汐站观测到的实际海平面上升幅度,始终高于基于已知物理过程(如热膨胀和冰融化)计算出的理论值。这一“知识缺口”曾严重削弱了气候模型的可靠性。本研究通过三大技术突破成功填补了这一缺口:首先,研究团队对2015年后出现漂移的卫星高度计数据进行了系统校正,消除了长期观测中的系统性误差;其次,改进了沿海潮汐站附近的陆地垂直运动测量方法,避免了地壳沉降或抬升对海平面读数的干扰;最后,利用更精细的模型重新估算了格陵兰和南极冰盖的质量损失,使其与重力卫星观测数据更加吻合。圣托马斯大学工程学院教授、论文合著者约翰·亚伯拉罕(John Abraham)指出:“多年来,观测到的海洋上升与各因素解释量之间存在令人沮丧的差距。这项工作表明,借助更好的仪器、更完善的流程和更智能的分析,这一知识缺口可以被闭合。我们现在能够以更高的置信度解释海平面上升。”
长期惯性:海平面上升将持续数个世纪
研究结果还强调了海平面上升的长期性与不可逆性。即使全球温室气体排放最终趋于稳定,海洋因其巨大的热容量和缓慢的响应速度,仍将持续吸收热量并膨胀数百年。同样,格陵兰和南极冰盖的消融过程也因惯性而难以迅速停止。研究团队警告,这种“气候系统惯性”意味着,未来数个世纪内海平面上升都将持续,对沿海城市、生态系统和数亿人口构成长期威胁。该研究不仅为理解过去60年的海平面变化提供了完整图景,也为更准确地预测未来气候情景下的海平面上升幅度奠定了科学基础。