美国国家科学院资助项目推进海平面变化和上升研究

作者: 2026-05-08 08:20 来源:
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127日,美国国家科学院宣布通过“墨西哥湾研究计划”(GRP)资助730万美元支持4个跨学科研究项目[1],旨在推进对海平面变化和上升的科学理解。GRP2013年成立、以科学为基础的独立项目,旨在开发、转化和应用科学,以提高海上能源的安全性、环境和海湾地区子孙后代的福祉。此次资助的4个项目为:

1、陆地变迁与海平面上升:预测人类和自然驱动因素如何塑造墨西哥湾沿岸海平面未来。该项目旨在解决墨西哥湾沿岸海平面上升预测中存在的不确定性问题,将垂直陆地运动、水文气候变率以及社区脆弱性纳入统一预测框架。研究团队将结合大地测量观测数据、孔隙力学模型与冰川均衡调整模型,以及能捕捉厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、年代际大气模态等短期变率的气候模式集合模拟数据,基于基础设施废弃、人口迁移与住房趋势数据构建动态脆弱性指数,评估社区应对海平面上升与洪涝灾害的潜在反应。

2、墨西哥湾沿岸海平面变化预测及其对洪水的影响。该项目将聚焦4个方面的研究:利用美国国家海洋与大气管理局(NOAA)高分辨率沿海海洋再分析工具,量化沿海海平面异常与洪涝持续时间、范围、强度等洪涝指标之间的关联;厘清次月尺度海平面变化的成因,区分局地驱动因素与遥相关驱动因素,评估全球气候模式对这些动态过程的模拟能力;开发一种结合气候模式输出数据、偏差校正方法与再分析数据的统计-动力混合预报系统,以提升洪水预测;将这些工具整合纳入NOAA的高潮位洪涝展望系统中,完善业务化产品。该研究将借助通用地球系统模式(CESM)高分辨率模拟、潮汐观测、卫星测高数据以及快速淹没模型,对研究结果进行验证与拓展。

3、墨西哥湾海平面上升研究:利用全球与区域高分辨率模型优化预测精度。该项目分两个阶段实施,利用全球与区域高分辨率气候及海洋模型,生成墨西哥湾沿岸海平面上升的高精度预测数据。第一阶段,扩展CESM高分辨率集合模拟(约10公里),覆盖全范围的排放情景,通过超高分辨率海岸带模型来解析潮汐、波浪、河流流量和河口过程,生成分辨率低于100米的洪涝地图,并利用“地表水与海洋地形卫星”(SWOT)及现场浮标观测数据进行验证。第二阶段,采用CESM3(通用地球系统模式的第3版本),其海洋模块可模拟陆冰融化与淡水通量引发的均衡海平面上升,通过诊断分析,探究大尺度气候模态对区域海平面上升的影响。

4、高分辨率、基于情景的海平面预测:整合垂直陆地运动、海洋动力与大气强迫因素。该项目将聚焦于机器学习预报与社区决策支持的数据整合。项目将开发基于图结构的概率机器学习框架,整合海洋热含量、大气指数、垂直陆地运动等多变量预测因子,预测长期海平面上升趋势与极端水位事件。                           

        (刘燕飞)


[1] Gulf Research Program Awards over $7 Million to Advance Scientific Understanding of Sea-Level Variation and Rise in the Gulf Region. https://www.nationalacademies.org/news/gulf-research-program-awards-over-7-million-to-advance-scientific-understanding-of-sea-level-variation-and-rise-in-the-gulf-region

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