一项新的30年分析显示，陆地冰层融化如今已成为全球海平面上升的主要推因。研究人员发现，自1993年以来，全球海洋上升了约90毫米，其中大部分增量来自水体质量的增加，而不仅仅是海洋热膨胀。格陵兰岛和山地冰川的冰量损失是导致这一变化的主要原因。更令人担忧的是，海平面上升的速度正在加快。
海平面上升主要由两个过程驱动。一是海水变暖时膨胀，因为海洋吸收了地球气候系统中约90%的多余热量。另一个是陆地冰融化增加的水量，这增加了海洋的总质量。因此，追踪海洋质量的长期变化对于理解当今海平面为何上升至关重要。
首个海洋质量变化的30年直接记录
该研究团队由陈剑利教授领导，他是理工大学土地测量及地理资讯学系的空间大地测量学与地球科学讲座教授，也是理工大学土地及空间研究院的核心成员。聂宇锋博士，该系的研究助理教授，担任第一作者和通讯作者。他们共同利用通过卫星激光测距收集的时变重力场数据，提供了首个覆盖1993年至2022年期间的全球海洋质量变化直接估算。
此前，海平面上升的预测主要依赖于测量海洋表面高度的卫星测高技术。基于卫星重力测量的详细海平面质量分量记录只有在2002年重力恢复与气候实验发射后才得以实现。卫星激光测距是一种历史悠久的空间大地测量方法，其原理是在卫星和地面站之间发射激光脉冲，以高精度测量距离。然而，由于技术挑战，其在研究海洋质量方面的应用一直受到限制。这些挑战包括卫星和跟踪站数量少、卫星轨道高度高（限制了其只能探测大尺度的重力模式）以及重力测量分辨率相对较低。
创新建模释放卫星潜力
为了克服这些障碍，该团队开发了一种正向建模方法，通过整合海洋与陆地边界的详细信息来提高空间分辨率。这种方法使得基于卫星激光测距的重力数据能够更有效地用于计算长期海洋质量变化。
利用这种方法，研究人员确定1993年至2022年间全球海平面上升了约90毫米。其中大约60%是由海洋质量增加引起的。自2005年左右以来，海洋质量上升已成为推高海平面的主要因素。这些增加的水分主要来自陆地冰融化加速，特别是格陵兰岛的冰。在整个研究期间，极地冰盖和山地冰川融化对全球海洋质量总增加的贡献率超过80%。
对气候模型和未来预测的意义
陈剑利教授表示："近几十年来，气候变暖导致陆地冰损失加速，这在驱动全球海平面上升中扮演着越来越主导的角色。我们的研究能够直接量化全球海洋质量的增加，并全面评估其对海平面收支的长期影响。这为验证用于预测未来海平面上升情景的耦合气候模型提供了关键数据。"
聂宇锋博士补充道："研究表明，在考虑了海洋热膨胀效应后，从卫星激光测距分析得出的海洋质量变化与卫星测高仪观测到的总海平面变化高度吻合。这表明，传统卫星激光测距技术现在可以成为研究长期气候变化的一种新颖而强大的工具。"