全球海平面上升的个人贡献者匹配

自 1990 年代开始进行精确的卫星测量以来，全球平均海平面每十年上升超过 3 厘米。这种上升的三分之一是由于变暖的海洋的热膨胀。近三分之二是由于添加到海洋中的水团，主要是由于冰川和格陵兰岛和南极洲的两个冰盖的融化。自 1990 年代以来，融化增加，从而加速了海平面上升。另一个向海洋增加水的原因是陆地上的蓄水量减少，这主要是由于人类取水造成的地下水枯竭。

科学家通过将观测到的海平面变化与分摊会费的总和进行比较，即通过评估海平面预算来检验他们对海平面变化过程的理解。海洋质量变化可以通过个人贡献的总和来确定：格陵兰冰盖、南极冰盖、全球冰川和陆地蓄水量的变化。或者，它可以通过卫星直接测量，这些卫星观察冰或水团的区域变化所带来的地球引力的微小变化。

ESA 的气候变化倡议 (CCI) 已经生成了高质量和连续的基本气候变量 (ECV) 气候变量的基于空间的记录，其中包括许多与海平面相关的变量。由 10 个欧洲研究机构组成的财团进行的“CCI 海平面预算关闭”项目现在已经联合评估了这些 CCI ECV 记录与海平面预算的关系。为此，该项目推进和扩展了对地球观测卫星以及海洋测量和数值建模数据的分析。

测量方法和模型计算的背景

通过海洋剖面浮标 Argo 网络的测量与 CCI 海面温度记录的新组合，评估了海水密度变化及其热膨胀。格陵兰冰盖和南极冰盖质量变化的估计来自四个不同的欧空局卫星任务测量的冰面海拔变化。这需要创新方法，通过考虑所涉及的可变冰雪密度，将冰盖体积变化转换为质量变化。冰川质量变化由卫星数据支持的全球冰川模型评估。陆地蓄水量变化通过全球水文模型进行评估，该模型通过改进地下水抽取的表示以及其他改进来增强。

在 1993 年至 2016 年期间，测得的全球平均海平面上升平均速率为每年 3.0 毫米(毫米/年)。热膨胀效应估计为 1.1 毫米/年(占总上升的 38%)，而水团的增加被评估为 1.7 毫米/年 (57%)。质量分量包括来自格陵兰岛和南极洲以外冰川的 0.6 毫米/年(占海平面上升总量的 21%)、来自格陵兰岛的 0.6 毫米/年(20%)、来自南极洲的 0.2 毫米/年(6%)和 0.3 毫米/年(10%)来自陆地蓄水量的变化。在 2003 年至 2016 年的最近一个子时期，海平面上升 3.6 毫米/年，高于整个时期。这是由于质量贡献的增加，现在约为 2.4 毫米/年(增长的 66%)，其中格陵兰岛贡献的增幅最大，而热膨胀的贡献保持在 1.2 毫米/年相似(现在为 33%) )。这些结果与之前的研究一致。他们通过所涉及的数据分析的进步获得了额外的信心。这些进步包括在预算的所有要素中指定准确度限制的一致方法。这些加起来约占海平面上升总量的 10%。该精度是部分总和与整体之间可能出现不匹配的裕度。事实上，这种不匹配与这些边际是一致的。

结果要求进一步改进对卫星测量和相关物理过程的理解。例如，海洋下固体地球的缓慢变形会影响卫星观测。这些影响需要与海洋本身的变化分开，它们目前是海平面预算剩余不确定性的重要来源。

该研究的科学负责人 Martin Horwath(德累斯顿工业大学)总结说：“组装这张海平面和海量预算的连贯图景不仅需要来自卫星地球观测和建模的先进数据集，还需要来自各个学科的专家。达成一个共同的框架。” 他补充说，“我们的部分结果进入了最近的 IPCC 第六次评估报告。现在我们提供全套时间序列及其文件。”

发起和监督这项研究的 Jérôme Benveniste (ESA/ESRIN) 补充说：“这是 ESA 气候变化倡议支持的地球观测数据分析研究和开发连续性的成果。结果的美妙之处在于所有的 CCI 基本气候变量，当精心准备和组装时，可以准确地描述我们的气候及其趋势。这项工作并没有停留在这个令人印象深刻的里程碑上，关于气候变率和它的演变。”

项目科学家 Benjamin Gutknecht (Technische Universität Dresden) 指出，“当方法更新时，表明结果在一定程度上发生变化也很重要。我们如何解释固体地球中的质量位移的新方法导致了改进了解海洋质量变化结果的可靠性。需要更多的研究来进一步区分地球系统中不同的质量传输过程。”

负责评估陆水贡献的联盟成员 Petra Döll(法兰克福歌德大学)总结说：“全球陆水储量随季节和每年波动，这意味着海平面的短期起伏几毫米。然而，从长远来看，过去几十年陆地蓄水量减少了，从而加剧了海平面上升。”

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