本文最初发表于 Hakai Magazine,该杂志是一个关于沿海生态系统科学与社会的在线出版物。请访问 hakaimagazine.com 阅读更多此类故事。
世界各地的社区都在为海平面上升做准备: 荷兰 正在加固堤坝, 塞内加尔 正在搬迁社区, 印度尼西亚 正在迁移其整个首都。这些项目耗资巨大、成本高昂且进展缓慢。
但它们可能需要加快步伐。正如新的研究表明,在许多地方,海平面上升将比任何人意识到的都要早得多地导致沿海洪水和其他破坏。并非是海水上升得更快;而是陆地本来就更低。
计算上涨的海水何时会淹没某个特定地点需要大量的数学计算:你需要了解水位、潮汐范围、陆地的高程和坡度、海平面上升的速度,以及陆地本身是上升还是下降,以及其他无数的因素。与所有科学一样,这些预测的准确性仅取决于输入数据的好坏。
根据东南亚洪水风险数据分析师 Ronald Vernimmen 和 Aljosja Hooijer 的 新研究,问题在于,科学家们输入的海岸线海拔测量数据一次又一次地被严重错误。Vernimmen 说,在热带雨林地区,这些测量误差可能高达 20 米或更多。“显然,你无法使用这个数据,”他说。
这个问题源于通常用于测量海拔的技术的局限性:雷达。雷达向一个区域发射无线电波,然后测量无线电波返回所需的时间。但雷达不够精确,无法将树冠与地表区分开来,一片松树林或一簇公寓楼很容易夸大地表的海拔。许多关于海平面上升的研究仍然使用 2000 年由 航天飞机 收集的雷达海拔数据。
激光雷达与雷达非常相似,但它使用的是激光而不是无线电波。像 NASA 于 2018 年发射的 ICESat-2 卫星上的激光雷达探测器,每秒可以发射多达一百万个脉冲,发射的激光可以精确定位建筑物和树木之间的缝隙,从而更准确地测量下方陆地的高程。分析人员仍然需要算法来过滤这些海量信息并生成功能图,但结果要精确得多。
Vernimmen 和 Hooijer 在过去几年里对地球广阔的海岸线进行了新的卫星数据过滤,并将雷达收集的海拔估算值与更新的基于激光雷达的测量值进行了比较。结果并不理想。
科学家的主要发现是,沿海的森林和建筑物扭曲了雷达地图,向规划者提供了不准确的海拔数据。激光雷达显示海岸线通常比最初想象的要低。这有两个重要意义:相同量的海平面上升将能够深入内陆更远的地方,而且这种情况将比预期的发生得早得多。
科学家们新的基于激光雷达的估算预测,在海平面上升一米的情况下,将有大约 482,000 平方公里的土地被淹没,这几乎是雷达预测的 123,000 平方公里地区的三倍。在 2100 年高排放情景下,这将是相当于喀麦隆大小的额外地球陆地,目前约有 1.32 亿人居住在那里,将被淹没。
风险最大的地区是热带地区的河口三角洲,那里的土地平坦,人口往往密集,而且数据倾向于过时。在 2150 年左右的高排放情景下,随着海平面上升两米,西非的尼日尔三角洲和缅甸的伊洛瓦底江三角洲将被淹没的土地将是老式雷达估算值的五倍。泰国首都曼谷(人口 1100 万)所在的湄南河三角洲也面临同样的情况。
对 Vernimmen 来说,重新计算意味着社会需要重新思考一些事情。他说:“在一些根本不应该建造房屋的地区,却有大型建筑项目正在进行。”
Hooijer 补充说,研究人员已将他们的 海拔数据集 公开提供,希望各国政府能注意到这个新的时间表。
联合国大学(位于安大略省)的遥感专家 Mir Matin(未参与此项研究)表示,与被动卫星测量相比,使用机载激光雷达(安装在无人机或飞机上的那种)可以使这些估算更加精确。尽管机载激光雷达更精确,但成本也更高,需要飞行员、飞机和规划。一些富裕国家和大型城市已经花费巨资进行了机载激光雷达测量,但 Matin 认为发展中国家也将受益。他表示,富裕国家——全球变暖的主要责任者——可以承担费用。“归根结底,气候变化是一个全球性现象,”Matin 补充道。
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