美国海平面报告卡：2020年的趋势将再次加速
威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的研究人员每年更新的海平面“报告卡”进一步证明，美国海岸线上几乎所有潮汐站的海平面上升速度都在加快。
根据对美国沿海从缅因州到阿拉斯加的32个地区的潮汐计记录的持续分析，该团队基于网络的报告卡预测了2050年的海平面。现在的分析包括52年的水位观测，从1969年1月到2020年12月。互动图表可在www.vims.edu/sealevelreportcards网站上获得。
该项目的创始人、VIMS名誉教授约翰·布恩（John Boon）说：“年复一年的趋势变得非常有信息量。2020年的报告卡继续显示出一个明显的趋势，即在美国大陆海岸线上的28个潮汐测量站中，有27个站的海平面上升速度加快。”位于加利福尼亚新月城的一个大陆异常点与阿拉斯加的四个监测站在一起，这里的海岸隆起使海平面相对于陆地似乎在下降。
VIMS的海洋科学家莫莉·米切尔说：“在我们的许多站点上看到加速现象表明，当我们看到NOAA根据全球模型提出的多种海平面情景时，我们可能会朝着更高的预测方向发展。”自2017年以来，米切尔每年都与Boon合作制作成绩单。
“在影响和规划方面，加速可以改变游戏规则，所以我们真的需要注意这些模式，”Boon说。米切尔补充说：“我们从潮汐计记录中得到越来越多的证据，这些更高的海平面曲线需要在恢复规划工作中认真考虑。”
布恩说，报告卡提供的海平面预测比NOAA或其他机构发布的预测更新得更频繁，这增加了报告卡的价值。布恩和他的同事们还使用了一种统计方法，其中包括了美国许多潮汐测量站最近海平面变化速度加快的证据，并强调了他们对相对海平面测量的使用——相对于人们生活和工作的陆地表面的水位变化。弗吉尼亚和其他东部及墨西哥湾沿岸地区的海平面相对上升是由于水位上升和陆地下沉。
东海岸趋势
自2014年以来，美国东海岸所有监测站的海平面上升速度都在加快。在那之前，哈特拉斯角以南的监测站记录到的加速度很少或没有。“今天，”布恩说，“许多南方气象站的海平面上升速度比不久前被认为是海平面上升‘热点’的一些更北的气象站要快。”
“弗吉尼亚州诺福克的海平面上升速度仍然是大西洋沿岸最高的，每年上升5.4毫米，”米切尔说。“然而，北卡罗来纳州、南卡罗来纳州和佐治亚州监测站的加速表明，我们应该密切关注这些州的海平面模式。”一些研究表明，大西洋中部海平面上升的“热点”正在向南移动，到2050年，哈特拉斯角以南的气象站的海平面上升幅度将超过它们的历史数据。
墨西哥湾沿岸趋势
从2014年开始，墨西哥湾沿岸的大多数监测站的加速率都有所上升，在过去三年中，所有9个监测站的加速率都有所增加。在路易斯安那州的格兰德岛和德克萨斯州的加尔维斯顿，这些趋势标志着从减速到加速的转变。在其他地区，包括佛罗里达州的彭萨科拉和德克萨斯州的罗克波特，海平面自2004年以来一直在加速上升，但近年来的趋势更快。
德克萨斯州和路易斯安那州的加油站继续显示出全国最高的增长率。罗克波特的年上升速度第二高（2020年为7.1毫米/年），预计2050年海平面的最高上升幅度为1992年平均海平面以上0.82米（2.69英尺），这是最近的国家潮汐基准期的中点。大岛的海平面上升幅度最大（2020年为8.1毫米/年），预计2050年海平面上升幅度第二高，比1992年高出0.58米（1.9英尺）。加尔维斯顿在这两项测量中都排名第三，到2020年，其年上升速度为6.6毫米/年，预计2050年海平面将上升0.57米（1.87英尺）。
米切尔和布恩将墨西哥湾沿岸监测站的极端上升速度和加速的鲜明对比部分归因于它们位于一个具有复杂水和矿物开采历史的沉积盆地。抽取地下水和石油会导致地面下陷，从而导致海平面相对上升。
西海岸趋势
除了阿拉斯加和加利福尼亚的新月城——那里的板块运动和冰川后的反弹产生了明显的沿海隆起——美国。至少自2004年以来，西海岸的气象站基本上保持中立，相对海平面既没有大幅上升，也没有大幅下降。现在情况已经不同了，因为自2017年以来，大多数加油站都经历了加速。布恩说：“加速上升的趋势预示着西海岸大陆上大多数监测站的海平面上升速度正在增加。”“一段时间以来，利率一直接近于零，但最初的加速正开始导致利率飙升。”
“尽管西海岸的海平面一直在缓慢上升，”米切尔补充说，“但模型预测它将开始更快地上升。过去五年的成绩单支持了这一观点。”科学家们认为，这种加速是由于与太平洋年代际振荡（El Niño-like气候变化模式）有关的风模式的转变。
总体趋势
布恩、米切尔和VIMS同事德里克·洛夫蒂斯之前的研究表明，目前海平面上升速度的加速始于2013年或2014年左右，可能与海洋动力学和冰盖损失有关。2020年，美国东海岸和墨西哥湾沿岸的所有21个监测站以及美国西海岸（不包括阿拉斯加）8个监测站中的7个站的海平面上升速度都加快了。在阿拉斯加监测的所有四个气象站都显示，相对海平面正在以越来越快的速度下降。这是由于各种过程导致海岸迅速隆起，潮汐计随着它们所在的陆地一起上升。
2020年值得注意的发现
2020年的报告卡显示，32个监测站中有27个的海平面上升速度加快。德克萨斯州罗克波特在2020年的加速度值最高，为0.262 mm/y2。排在第二位的是佛罗里达州彭萨科拉（0.24 mm/yr2）；威尔明顿，NC (0.238 mm/yr2)；Cedar Key, FL (0.21 mm/yr2)；那不勒斯，FL (0.199 mm/yr2)；Eastport, ME (0.195 mm/yr2)；查尔斯顿，南卡罗来纳州（0.181毫米/年）；波特兰，ME (0.166 mm/yr2)；马萨诸塞州波士顿（0.165 mm/yr2）；和德克萨斯州的伊莎贝尔港（0.16毫米/年）。在这些分布广泛的地区，海平面上升速度的显著加快暗示了全球驱动因素，气候变化是一个明显的怀疑。美国国家海洋和大气管理局最近报告称，2020年与2016年并列，成为有记录以来最热的一年。
布恩和米切尔指出，这些地区和其他地区的海平面上升速度加快，会大幅增加他们对2050年海平面的二次预测，即“最佳估计”，尽管在一些情况下，2020年的海平面上升速度相对较低。例如，缅因州的伊斯特波特在2020年的海平面上升速度仅为2.02毫米，但到2050年，那里的海平面预计将比1992年的水平上升0.41米（1.3英尺）。2050年的预测与弗吉尼亚州诺福克（1.67英尺）的0.51米预测相当，尽管后者2020年的增长率为5.39毫米/年，几乎是伊斯特波特的三倍。
VIMS团队强调，海平面在未来也会像今天一样经历短期变化。因此，到2050年，弗吉尼亚和其他可能经历海平面大幅上升的地区的沿海居民和规划者也必须考虑到风暴潮和其他短暂的力量，这些力量将海平面提高到比预计的平均上升值更高的水平。在VIMS的海平面报告卡中，关于预测的二次曲线的95%置信区间进一步提醒人们，任何一个月的平均海平面都可能与预测的年平均值相差20厘米（8英寸）。
年度本地化报告卡的值
由于海平面的长期变化通常在每年几毫米左右，研究人员传统上认为没有必要频繁发布海平面变化的预测。此外，许多海平面预测都是全球范围的，预测范围是2100年——远到足以考虑到容易察觉的线性变化。一个例子是联合国经常报道的到本世纪末海平面绝对上升65厘米（2.1英尺）的预测。
VIMS团队有意采用一种更加本地化和及时的方法，旨在为沿海居民、企业和政府增加最大价值。
布恩说：“我们的报告卡显示了最近海平面的变化，以及你所在地区正在发生的事情。许多研究表明，当地海平面上升和加速的速度与IPCC和noaa公布的全球海平面上升速度有很大不同——这是一个关键的结果，因为当地海平面相对上升的速度直接表明了房屋、建筑物和道路面临洪水风险的程度。”
该团队决定使用一部分可用的潮汐测量数据，这与美国国家海洋和大气管理局（NOAA）采取的传统方法背道而驰。NOAA负责运营美国官方潮汐能站网络。“NOAA在确保国家长期潮汐数据集的连续性、一致性和可用性方面的细心应该受到赞扬，”Boon说。“但与此同时，更长的记录并不总是更好，特别是当有证据表明最近海平面上升速度呈非线性变化时，就像我们在美国东海岸看到的那样。”
布恩早前的一项分析表明，这种加速始于1987年，处于从1969年开始的36年滑动窗口的中心，从而为VIMS报告卡设定了开始日期。这距离美国许多测潮站开始运行已经过去了几十年，但在这段时间内，更多的测潮站现在拥有完整或近乎完整的记录。考虑到最近持续变暖的证据，在全国范围内对海平面变化进行比较研究，只分析同一时期的观测结果是有意义的。
米切尔进一步解释说：“如果你跨过了像海平面上升这样的门槛，那么之前的记录——比如1900年开始的潮汐计记录——就你看到的方向而言是有偏差的。我们认为今天的冰盖融化速度更快，如果这是真的，那么前90年的数据将无法准确预测未来。”
NOAA海平面预测中使用的线性速率与VIMS报告卡中使用的非线性加速速率之间的差异，可能导致对未来海平面的截然不同的预测。将NOAA的线性海平面预测延伸到本世纪中叶，弗吉尼亚州诺福克的潮汐计表明，到2050年，这里的海平面将上升0.3米（11.4英寸），而VIMS的预测——使用非线性加速速率——是0.51米（20.1英寸）。海平面额外上升21厘米（8.6英寸）将对低洼地区产生重大影响。
