在世界大部分海洋中，波浪越來(lái)越大。在南大洋，風(fēng)暴驅(qū)動(dòng)的涌浪可以橫跨半個(gè)地球傳播到加利福尼亞，過(guò)去 30 年平均海浪增長(zhǎng)了約 20 厘米。

這些變化是氣候變化的一部分，并且很可能會(huì)持續(xù)到未來(lái)。如果您正在制定靠近大海的長(zhǎng)期計(jì)劃(例如建造船只或在沿海城市建造防洪設(shè)施)，您需要更多關(guān)于這些海浪將達(dá)到 多大的詳細(xì)信息。

在今天發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一項(xiàng)研究中，我們研究了全球最大海浪大小的預(yù)計(jì)變化。我們發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)中的不確定性可能大于世界上約 80% 的海洋和海岸線的預(yù)測(cè)未來(lái)變化本身。

“波浪氣候”

我和我的小組研究世界的“波浪氣候”：不同地方海浪的大小和分布，以及過(guò)去和未來(lái)的變化。

我們對(duì)平均海浪的高度感興趣，但也對(duì)極端條件感興趣。與洪水或熱浪一樣，極端的海浪會(huì)引起??問(wèn)題——所以當(dāng)我們?cè)诤＿吔ㄔ鞎r(shí)，它們通常是我們需要了解的。

從浮標(biāo)和衛(wèi)星雷達(dá)，我們有 30 到 40 年前的波高記錄。這些數(shù)據(jù)并沒(méi)有覆蓋整個(gè)世界，但我們將它們輸入計(jì)算機(jī)模型來(lái)填補(bǔ)空白。

波浪是由風(fēng)產(chǎn)生的，因此我們的波浪模型也與我們對(duì)風(fēng)況的了解有關(guān)。總而言之，我們擁有大約 40 年的模型數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)給出了全世界海洋的波浪狀況(分解為大約 25 公里寬的“像素”)。

我們還使用一個(gè)稱為極值分析的統(tǒng)計(jì)分支來(lái)計(jì)算您可以在給定位置預(yù)期的 100 年一次的最大波浪(100 年事件)。

為什么波浪在變化

隨著氣候變化，我們預(yù)計(jì)全球風(fēng)型會(huì)發(fā)生變化——因此世界海浪也會(huì)發(fā)生變化。

我們已經(jīng)看到的一個(gè)變化是，許多產(chǎn)生強(qiáng)風(fēng)的低壓系統(tǒng)正變得越來(lái)越強(qiáng)烈，并從赤道向兩極移動(dòng)。

在南半球，這意味著南大洋上空會(huì)有更多的強(qiáng)風(fēng)，引發(fā)更大的海浪。南大洋的這種膨脹傳播到太平洋、大西洋和印度洋——這意味著南半球的海浪更大。

事實(shí)上，我們觀察到南大洋的平均波高在過(guò)去 30 年中增加了約 20 厘米。

在北半球，靠近極地的陸地較多。所以現(xiàn)在大風(fēng)更頻繁地發(fā)生在陸地上，海浪實(shí)際上正在失去一些高度。

模糊的未來(lái)

那么這一切對(duì)未來(lái)意味著什么呢?在我們的新研究中，我們?cè)噲D弄清楚這一點(diǎn)。

為了了解波浪的未來(lái)，我們從主要?dú)夂蚰Ｐ偷娘L(fēng)力預(yù)測(cè)開(kāi)始，這些模型用于預(yù)測(cè)大氣中二氧化碳含量增加時(shí)的未來(lái)溫度。然后我們將這些風(fēng)輸入到我們的波浪模型中，看看它們的預(yù)測(cè)。

有許多風(fēng)浪模型，它們的假設(shè)和物理建模方式都略有不同，因此它們都會(huì)產(chǎn)生不同的預(yù)測(cè)。我們結(jié)合了十幾個(gè)模型的結(jié)果，以更清楚地了解差異。

平均而言，我們發(fā)現(xiàn)到 2100 年，許多地方的極端海浪高度可能會(huì)增長(zhǎng) 5% 到 8%。

然而，這些估計(jì)存在很多不確定性。不確定性的來(lái)源之一是未來(lái)幾十年人類向大氣中排放了多少二氧化碳。

另一個(gè)來(lái)源是模型本身的不確定性。我們發(fā)現(xiàn)，在許多情況下，不同模型之間的估計(jì)差異與預(yù)測(cè)的波高變化大致相同。

注意事項(xiàng)

我們研究的結(jié)果是，未來(lái)幾十年極端海浪的大小仍然存在很多不確定性。這意味著我們對(duì)沿海洪水和海灘侵蝕的預(yù)測(cè)也存在很多不確定性。

這些不確定性可能看起來(lái)并不大——到 2100 年可能會(huì)增加 30-40 厘米——但它們大到足以確定某個(gè)特定的沿海地產(chǎn)最終是否會(huì)淹沒(méi)在水下。

因此，對(duì)于任何在海邊制定計(jì)劃的人——例如設(shè)計(jì)沿海結(jié)構(gòu)的工程師、建設(shè)防洪設(shè)施的政府或制定開(kāi)發(fā)決策的地方議會(huì)——要傳達(dá)的信息是，你在做決策時(shí)應(yīng)該謹(jǐn)慎行事。

對(duì)于我們其他人來(lái)說(shuō)，這提醒我們氣候變化不僅僅意味著氣溫上升：它還意味著整個(gè)全球氣候系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，其方式我們?nèi)晕赐耆斫狻?/p>

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