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气候变化可能会在北极引发极端海浪

  • 科学
  • 2020-07-08 08:33:56
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一项新的研究表明,由于气候变化,对北极沿海社区和基础设施造成破坏性影响的极端海表波可能会变大。

这项新研究预测,每年的最大波浪高度将比现在北极地区(例如波弗特海沿岸)的海岸线高两倍至三倍。AGU的《地球物理研究杂志》中的一项新研究:海洋表明,到本世纪末,波浪可能比当前的波浪高度高2米(6.6英尺)。

此外,根据这项研究,过去每20年发生一次的极端海浪事件可能会平均增加到每2至5年发生一次。换句话说,到本世纪末,这种极端沿海洪水的发生频率可能​​会增加4到10倍。

加拿大环境与气候变化(ECCC)气候研究部研究科学家,新研究的主要作者MercèCasas-Prat说:“这增加了洪水和水浸的风险。几乎在所有地方,急剧增加。” “这可能对居住在海岸线附近的社区产生直接影响。”

北极的气候变化

卡萨斯-普拉特说,地球最北端的地区是全球变暖的热点,有些地区的变暖程度是世界其他地区的三倍。但是研究人员缺乏有关影响如何发挥作用的信息。

卡萨斯-普拉特(Casas-Prat)和她的合著者王小兰,也与ECCC一起,想研究全球变暖如何影响北极的极端海面波。卡萨斯-普拉特(Casas-Prat)说,一些北部社区已经报告说某些地区的侵蚀加速加剧,并且由于极端海浪造成的建筑破坏加剧。这些海洋条件的恶化将直接影响沿海社区,能源基础设施,运输,甚至生态系统和野生动植物。

北极的大部分地区在一年中的大部分时间都处于冻结状态,但是变暖的气候导致开阔水域的开放时间增加,当极端海浪被纳入方程式时,这可能成为一个问题。

在这项新研究中,科学家收集了五组海洋和大气条件的多模型模拟,例如表面风会产生波浪,以及RCP8.5情景的海冰,RCP8.5情景是气候变化预测中常用的未来情景,假定减少排放量的努力。然后,他们对两个时期的波浪条件进行了模拟,从1979年至2005年(历史),然后从2081年至2100年(未来)。使用多模型模拟的合奏,由于使用的五个气候模型中存在的不确定性,他们能够评估北极极浪变化的不确定性。

他们的主要发现之一是预计在这两个时期之间,北极几乎每个地方的波高都会显着增加。

受灾最严重的地区是格陵兰海,它位于格陵兰岛和挪威斯瓦尔巴群岛之间。研究发现,那里的最大年度波浪高度可能会增加多达6米(19.7英尺)。

卡萨斯-普拉特(Casas-Prat)说,这些模型对波高可能会改变多少存在一定程度的不确定性,但她相信将会有所增加。研究人员的预测还表明,到本世纪末,最高波浪的时机也可能发生变化。

卡萨斯-普拉特说:“到本世纪末,最高限额平均将在今年晚些时候出现,并且还会更加极端。”

对社区的影响

麻萨诸塞州理工学院的气候学家朱达·科恩(Judah Cohen)并未参与卡萨斯-普拉特(Casas-Prat)的研究,他说,这些海浪对过去从未经历过开放水域的沿海地区尤其具有破坏性。

他说:“这篇论文的主要结论是,北极地区的海浪将会增加,北极海岸线遭受侵蚀和洪水的风险相当大。” “我们已经在北极海岸线上看到了这些增加的风险,破坏了以前从未遭到破坏的海岸线结构。”

研究人员检查了阿拉斯加北部和加拿大的波弗特海沿岸的一个海岸线地区,该地区拥有许多社区以及能源基础设施,并且发现那里的波高显着增加。

由于较大的海浪会增加洪水泛滥的风险,并破坏沿海基础设施,因此该地区的社区和发展可能会受到这些海浪的影响。洪水还可能影响某些地区的淡水供应,因为风暴和海浪涌入社区所依赖的淡水泻湖。

科恩说:“随着越来越多的冰融化,越来越多的北冰洋表面暴露在风中,海浪的高度会增加,因为海浪的高度取决于风吹过开放水域的距离。”

在AGU的《地球物理研究快报》上发表的另一项最新研究中,Casas-Prat和Wang研究了海冰退缩对北极极端波高预计增加的贡献。他们发现仅靠表面风就不能解释区域最大波高的变化。

卡萨斯-普拉特说:“海冰撤退起着重要作用,不仅通过增加风吹和产生波浪的距离,而且还通过增加在无冰水域中出现强风的机会。”

波浪的增加也可能增加冰块破裂的速度。由于波浪造成的冰损失可能会影响像北极熊一样在极地冰上捕猎海豹的动物以及许多其他依赖冰的生物。将来也可能影响运输路线。

卡萨斯-普拉特说:“必须绝对考虑将波浪作为确保这些路线安全的重要因素。”

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