下沉的大西洋海岸线遭遇快速上升的海平面

美国东海岸正在下沉,加剧了海平面上升造成的洪水

street flooding

与全球变暖和其他因素相关的海洋环流变化导致海平面上升速度远快于正在下沉的大西洋中部海岸线——从2002年到2014年,北卡罗来纳州哈特拉斯角以北的上升速度超过每十年3.5英寸。

居住在海德县的5000名北卡罗来纳州居民,生活在一个数百英里长的地区,这里的沿海居民正在应对其他美国人很少经历过的剧烈变化。

东海岸的地质变化导致沿海地区陆地下沉。这加剧了海平面上升带来的洪水影响,近年来,西大西洋的海平面上升速度比其他地区更快。

使用GPS和史前数据的新研究表明,几乎整个海岸线都受到了影响,从马萨诸塞州到佛罗里达州,以及缅因州的部分地区。


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本月发表在《地球物理研究快报》上的一项研究概述了从特拉华州和马里兰州到北卡罗来纳州北部的热点地区,该地区地下水抽取的影响加剧了自然过程造成的下沉影响。在某些地方,该热点地区与海平面上升相关的问题比其他地区严重三倍。

该县的规划和经济发展主管克里斯·诺布尔说:“自1712年海德县成立以来,该县的居民就一直在应对洪水问题。这只是我们需要应对的事情之一。”

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图片来源:气候中心

平均而言,气候变化导致全球海平面每十年上升超过一英寸。随着大气中温室气体含量不断上升,捕获更多热量,冰融化和海水膨胀,这一速度正在加快。预计本世纪海平面将上升数英尺——如果南极冰盖部分崩塌加剧,甚至可能达到两倍

与全球变暖和其他因素相关的海洋环流变化导致海平面上升速度远快于正在下沉的大西洋中部海岸线——一项最近的研究显示,从2002年到2014年,北卡罗来纳州哈特拉斯角以北的上升速度超过每十年3.5英寸。

东海岸海平面上升速度相对较快可能只是暂时的现象。本世纪迄今为止记录的上升速度可能在未来几十年成为常态。罗德岛大学地球科学家西蒙·恩格哈特说:“毫无疑问,这是我们正在走向的速度。”

恩格哈特利用史前研究的数据,并与坦帕南佛罗里达大学的两名科学家合作,将其与更现代的GPS数据相结合,以精确定位东部沿海地区部分下沉的速度。

他们的研究表明,海德县(一个位于帕姆利科河以北的广阔但人口稀少的农业和荒野自治市)是该地区下沉速度最快的地区之一,每十年下沉略多于一英寸。

综上所述,这表明该县海岸线附近的海平面最近以每十年超过4.5英寸的速度上升,这是一个全球异常的速度。分析显示,在新泽西州的桑迪胡克和弗吉尼亚州的诺福克等地区也出现了类似的影响。

弗吉尼亚海洋科学研究所所在的弗吉尼亚州格洛斯特角也被发现以类似的速度下沉。卡尔·赫什纳是一位自1971年以来在该研究所工作的湿地专家,他说,那里的科学家一直在“注意到影响”。“我们船坞的洪水是证据之一。”

该研究所正在编制一份湿地和海岸线清单,这可能有助于揭示当地的地面沉降和海平面上升的影响。“有相当令人信服的证据表明沼泽面积正在减少,”赫什纳说。

东海岸地面沉降的主要原因是自然现象——冰盖的意外消失。大约15000年前,在冰河时代末期,劳伦泰德冰盖覆盖了加拿大大部分地区,并延伸到今天的美国新英格兰和中西部地区。其厚重的冰层压缩了其下方的地球,导致周围的陆地向上弯曲。

自冰盖融化以来,其下方的陆地一直在向上弹起。就像跷跷板一样,这导致前冰盖以南的地区向下沉,包括马里兰州、弗吉尼亚州和北卡罗来纳州。

数据表明,另一方面,沿海缅因州、新罕布什尔州和马萨诸塞州的部分土地略有上升,尽管速度不够快,无法跟上全球海平面上升的速度。

该研究表明,从弗吉尼亚州弗雷德里克斯堡南部到查尔斯顿的一个热点地区,现在的地面沉降速度是过去几个世纪的两倍,科学家们主要将其归咎于地下水抽取。

帮助完成这项研究的南佛罗里达大学教授蒂莫西·迪克森说:“如果你降低含水层的水位,含水层上方的土地就会塌陷。如果这种情况发生在海岸,也会增加洪水的可能性。”

在弗吉尼亚州以南的地区,由于抽取减少,地下水位在本十年似乎有所恢复,从而减缓了沉降问题。弗吉尼亚州表示正在努力解决这个问题。

美国地质调查局科学家杰克·埃格尔斯顿研究了地下水抽取对该地区地形的影响,他说:“在大多数地方,你不会注意到它;它不会有影响。但就实际影响和实际问题而言,当你在海岸线上时,它确实很重要。”

在保守派占多数的立法机构不愿讨论海平面上升,并且不屑于气候变化背后科学的州,地面沉降和海平面上升的复合问题尤为突出。

北卡罗来纳州立法机构在2012年因一项新法律而受到气候科学家的批评,该法律禁止州官员在2016年中期之前根据海平面上升的预测制定法规。

北卡罗来纳州议会中反对该法案的民主党人普里西·哈里森说:“人们对问题的存在抱有强烈的否定态度。如果你想让任何立法获得进展,你就不能谈论气候变化,也不能谈论可持续性。”

为了帮助赢得民主党对该法案的支持,该法案被修正,要求该州完善最初于2010年发布的海平面上升预测。在立法者批准该法案后,时任州长、民主党人比夫·珀杜允许该法案在没有她签字的情况下成为法律。

一个独立的科学小组上个月最终确定并发布了完善的海平面上升预测,警告说这将对沿海社区产生严重影响。

科学小组的报告得出结论,如果温室气体污染率继续,该州北部地区的潮汐在30年内可能会上升6至11英寸,如果污染率大幅下降,则会减少一英寸。该估计包括对地面沉降和海平面上升的预测。在该州的东南部,该小组预测上升幅度为4至9英寸。

即使没有未来的变暖,在地面沉降和侵蚀猖獗的东海岸和墨西哥湾沿岸,高潮洪水已经变得更加严重。这些问题在特大潮期间变得最为明显。

北卡罗来纳大学教堂山分校生态学家克里斯汀·沃斯参与了一个记录特大潮影响的项目,他说:“我们可能会有高达4英尺的潮汐。人们注意到,这些洪水事件发生的频率更高,而且淹没的深度可能更大。”

尽管该州被禁止在夏季之前根据新的预测制定任何法规,但这些估计可供不受2012年法律直接影响的县和当地城市使用。

在未来的几十年里,这些当地规划者将努力应对海平面上升这一深刻的全球危机,以及加剧其破坏的自然和人为因素。

到本世纪末,全球海平面上升的速度可能会如此之快,以至于地面沉降的局部影响显得微不足道,特别是如果当前的污染水平继续下去,最近的研究表明,这可能会引发南极洲的失控融化。

研究沿海环境变化的伍兹霍尔海洋研究所科学家安德鲁·阿什顿说:“当地地面沉降的速度现在可能很重要。但对于大多数预测而言,到本世纪中叶,它们将被海平面上升所淹没。”

摆在眼前的挑战可能会淹没城镇、农场和荒野地区,并且在东部沿海地区的速度比在其他地区更快。

对于大多数海岸线而言,适应未来的快速变化可能需要昂贵的项目——私人和公共工程,这些工程可以建造或改善海岸线防御设施,例如海堤、沼泽和牡蛎床,或者将房屋和基础设施迁出危险区域。

对于某些社区而言,这将意味着面对那些几乎无法想象的问题。对于其他社区而言,这可能涉及到寻找应对旧威胁的新方法。

海德县的诺布尔说:“我们非常积极且非常关注我们的水以及它的泵送到哪里,以及它排到哪里。这只是这里的一种生活方式。”

本文经气候中心许可转载。 该文章首次发表于2016年4月14日。

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