在世界大部分海洋中，波浪越來越大。在南大洋，風(fēng)暴驅(qū)動的涌浪可以橫跨半個地球傳播到加利福尼亞，過去 30 年平均海浪增長了約 20 厘米。

這些變化是氣候變化的一部分，并且很可能會持續(xù)到未來。如果您正在制定靠近大海的長期計劃(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)進展》雜志上的一項研究中，我們研究了全球最大海浪大小的預(yù)計變化。我們發(fā)現(xiàn)預(yù)測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)測未來變化本身。

“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，以及過去和未來的變化。

我們對平均海浪的高度感興趣，但也對極端條件感興趣。與洪水或熱浪一樣，極端的海浪會引起??問題——所以當(dāng)我們在海邊建造時，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)并沒有覆蓋整個世界，但我們將它們輸入計算機模型來填補空白。

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”)。

我們還使用一個稱為極值分析的統(tǒng)計分支來計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)計全球風(fēng)型會發(fā)生變化——因此世界海浪也會發(fā)生變化。

我們已經(jīng)看到的一個變化是，許多產(chǎn)生強風(fēng)的低壓系統(tǒng)正變得越來越強烈，并從赤道向兩極移動。

在南半球，這意味著南大洋上空會有更多的強風(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。

事實上，我們觀察到南大洋的平均波高在過去 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，海浪實際上正在失去一些高度。

模糊的未來

那么這一切對未來意味著什么呢?在我們的新研究中，我們試圖弄清楚這一點。

為了了解波浪的未來，我們從主要氣候模型的風(fēng)力預(yù)測開始，這些模型用于預(yù)測大氣中二氧化碳含量增加時的未來溫度。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。

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，因此它們都會產(chǎn)生不同的預(yù)測。我們結(jié)合了十幾個模型的結(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增長 5% 到 8%。

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

另一個來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差異與預(yù)測的波高變化大致相同。

注意事項

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

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

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

對于我們其他人來說，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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