气候变化可能会在北极引起极端的海浪

- 编辑:大众自然网 -

气候变化可能会在北极引起极端的海浪

根据一项新的研究,极端的海洋表面波可能会因为气候变化而变得更大,对北极的沿海社区和基础设施造成毁灭性的影响。

这项新的研究预计,北极地区的海岸线,如波弗特海沿岸,每年的最高海浪高度将达到现在的两到三倍。AGU在《地球物理研究杂志》上发表的一项新研究表明,到本世纪末,海浪的高度可能会比当前的海浪高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增加到平均每2到5年发生一次。换句话说,到本世纪末,这种极端的沿海洪水发生的频率可能会增加4到10倍。

“它增加了洪水和水土流失的风险。这项新研究的主要作者,加拿大环境与气候变化(ECCC)气候研究部门的研究科学家摩斯·卡萨斯-普拉特说。“这将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

Casas-Prat说,地球最北部地区是全球变暖的热点地区,一些地区的变暖程度是世界其他地区的三倍。但是研究人员缺乏关于这种影响将如何发挥的信息。

Casas-Prat和她的合著者,同样来自ECCC的王晓兰,想要研究全球变暖如何影响北极的极端海洋表面波。Casas-Prat说,一些北部社区已经报告说,一些地区的水土流失加速,极端海浪造成的建筑破坏增加。这些海洋状况的恶化将对沿海社区、能源基础设施、航运,甚至生态系统和野生动物产生直接影响。

北极的大部分地区在一年中的大部分时间里都处于冰冻状态,但气候变暖导致开放水域的时间越来越长,如果把极端的海浪考虑在内,这就会成为一个问题。

在这项新的研究中,科学家们收集了五组海洋和大气条件的多模型模拟,比如产生海浪的表面风,以及RCP8.5情景下的海冰。RCP8.5情景是未来气候变化预测中常用的一种情景,假设减排力度不大。然后,他们对1979年至2005年(历史时期)和2081年至2100年(未来时期)两个时期的波浪情况进行了模拟。利用多模型模拟的集合,他们能够评估由于所使用的五种气候模型中存在的不确定性而导致的极端北极波变化的不确定性。

他们的主要发现之一是,在这两个时期内,几乎北极的每一个地方都预计会出现明显的波高增长。

受灾最严重的地区是位于格陵兰岛和挪威斯瓦尔巴特群岛之间的格陵兰海。研究发现,每年最大的海浪高度可能会增加6米(19.7英尺)。

Casas-Prat说,这些模型对海浪高度的变化存在一定程度的不确定性,但她相信海浪高度会增加。研究人员的预测还显示,到本世纪末,最高海浪的时间也可能发生变化。

Casas-Prat说:“到本世纪末,平均而言,峰值将在今年晚些时候出现,而且会更加极端。”

对社区的影响

麻省理工学院的气候学家Judah Cohen没有参与Casas-Prat的研究,他说这些海浪可能对以前从未经历过开放水域的沿海地区造成特别严重的破坏。

他说:“这篇论文的主要结论是,北极地区的海浪将会升高,北极海岸线受到侵蚀和洪水的威胁更大,这是相当直接的。”“我们已经看到北极海岸线的风险在增加,以前从未受到破坏的海岸线结构遭到破坏。”

研究人员检查了阿拉斯加和加拿大北部波弗特海沿岸的一个地区,那里有许多社区和能源基础设施,也发现那里的海浪高度显著增加。

由于更大的海浪可能导致洪水和沿海基础设施破坏的风险增加,该地区的社区和发展可能会受到这些海浪的影响。洪水还会影响一些地区的淡水供应,因为风暴和巨浪会进入社区赖以生存的淡水泻湖。

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,海浪的高度将会增加,因为海浪的高度取决于风吹过开阔水域的距离。”

在AGU杂志《地球物理研究快报》上发表的另一项最新研究中,Casas-Prat和Wang检验了海冰退缩对北极极端浪高预计增加的影响。他们发现,单靠地面风无法解释区域最高海浪高度的变化。

Casas-Prat说:“海冰退缩起着重要的作用,不仅因为它增加了风可以吹的距离并产生海浪,还因为它增加了强风在无冰水域扩大的可能性。”

增加的海浪也会加速冰的破裂。海浪造成的冰的减少可能会影响像北极熊这样的动物,它们在极地冰上捕食海豹,以及其他一些依赖冰的动物。它还可能影响未来的航运路线。

Casas-Prat说:“为了确保这些航线的安全,波浪绝对是必须考虑的一个重要因素。”