气候变化正使海浪更加强劲,威胁侵蚀许多海岸线

A local pond farmer is seen among the newly planted mangrove trees at Tiris beach during sunset in Pabeanilir village, Indramayu regency, West Java province, Indonesia, March 11, 2021. Picture taken with a drone, March 11, 2021. REUTERS/Willy Kurniawan - RC2DPM924HPI
Rising ocean temperatures are putting coastal communities in danger.Image: REUTERS/Willy Kurniawan
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  • 一份新报告探讨了海洋温度上升对海浪大小的影响。

  • 海平面上升和更强的海浪可能给沿海社区带来毁灭性后果。

  • 但减少温室气体排放,并帮助社区适应,有助于扭转这些影响。

海平面上升并非气候变化摧毁海岸的唯一方式。我们的研究今日发表发现,它也使海浪更加强劲,尤其是在南半球。

我们绘制了这些更强海浪的变化轨迹,发现南澳大利亚和西澳大利亚、太平洋和加勒比岛屿、印度尼西亚东部和日本以及南非的海岸,由于全球变暖,已经正经历更强劲的海浪。

这将加剧海平面上升的影响,使太平洋地区的低洼岛国——例如图瓦卢、基里巴斯和马绍尔群岛——面临更大危险,并改变全球各地的海岸管理方式。

但如果我们大幅且紧急地减少温室气体排放,仍有机会阻止最严重的影响。

充满活力的海洋

自20世纪70年代以来,海洋已吸收了超过地球所获热量的90%。这带来了一系列影响,包括海洋热浪的持续时间更长、频率更高,海洋热浪、珊瑚白化,并为更强烈的风暴提供能量来源。

但我们的重点在于变暖的海洋如何增强波浪能量。我们研究了过去35年的海浪状况,发现自至少1980年代以来,全球波浪能量有所增加,且主要集中在南半球,因为越来越多的能量以热量的形式输入海洋。

更具能量的海洋意味着,世界某些地区的海浪高度更大,对海岸线的侵蚀潜力也比以往更强。

海浪已塑造地球海岸线数百万年。因此,海浪任何微小但持续的变化,都可能对沿海生态系统以及依赖这些生态系统的人们产生长期影响。

例如,红树林和盐沼在海浪能量增加并与海平面上升相结合时,尤其脆弱。

为了逃离,红树林和盐沼会自然地向高处迁移。但当这些生态系统紧邻城市区域时,它们无处可去,最终消亡。这一过程被称为“海岸挤压”。

这些生态系统通常为低洼沿海地区提供天然屏障,抵御海浪冲击。因此,若没有这些沿岸生态系统,其后方的沿海社区将面临更强的海浪能量,并可能遭受更严重的侵蚀。

那么,为什么会发生这种情况?

海浪由沿海面吹拂的风产生。当海洋吸收热量时,海表升温,促使其上方的暖空气上升(这被称为对流)。这有助于加强大气环流和风力。

换言之,我们面临一连串的影响:海表温度升高带来更强的风力,进而改变全球海浪状况。

我们的研究表明,在世界部分海域,由于风能增强以及西风带向两极移动,波浪能量正在增加。这在大西洋和太平洋的热带地区,以及印度洋的亚热带地区最为明显。

但并非所有海浪状况的变化都由人为气候变化导致的海洋变暖所驱动。世界部分海域仍更多受自然气候变率影响——例如厄尔尼诺和拉尼娜——而非长期海洋变暖。

总体而言,赤道方向的海浪变化似乎更多由人为气候变化引起的海洋变暖所驱动,而朝向两极方向的海浪变化则仍更多受自然气候变率影响。

这如何侵蚀海岸?

虽然海岸线对气候变化的反应是多种过程复杂相互作用的结果,但海浪仍是世界上许多开阔沙质海岸线变化的主要驱动因素。

那么,海岸线在遭受更强海浪冲击时可能如何反应?这通常取决于沙量多少,以及波浪能量究竟如何增加。

例如,如果波高增加,这可能导致侵蚀加剧。但如果海浪周期变长(即波浪周期延长),则可能产生相反效果,因为海浪会将深水区的沙子输送过来,帮助海岸跟上海平面上升的步伐。

对于赤道附近海表温度升高地区的低洼国家而言,更高的海浪与海平面上升相结合,构成了生存性问题。

这些国家的民众可能同时面临海平面上升和其海岸波浪能量增加的双重影响,导致海滩更高处的陆地被侵蚀,财产受损。这些地区应被视为沿海气候热点,在此需要持续的适应或减缓资金。

为时未晚

在海浪乃至海岸线上发现温室变暖的痕迹,对我们而言并不令人意外。我们的研究仅考察了历史海浪状况,以及这些状况已如何受到气候变化的影响。

气候变化正对沿海社区造成毁灭性影响。Image: AAP Image/Mick Tsikas

但如果变暖趋势在本世纪内延续当前走向,我们可以预见世界海岸的海浪状况将出现比我们这项回顾性研究所揭示的更为显著的变化。

然而,如果我们能按照《巴黎协定》2℃目标减缓温室变暖,研究表明我们仍可将海浪模式的变化控制在自然气候变率的范围之内。

不过,有一点十分明确:气候变化对海浪的影响并非未来之事,而是已在世界海洋的大片区域发生。

这些变化将持续到何种程度,以及由此给全球海岸线带来的风险,将与未来几十年的脱碳努力密切相关。

本文是Oceans 21
系列的一部分。我们关于全球海洋的系列报道以五份深度专题报道开篇。请关注在联合国下一届气候大会COP26召开前,有关我们海洋状况的新文章。本系列由《对话》(The Conversation)国际网络为您呈现。

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