不斷下沉的城市與洶湧澎湃的海洋NASA的一項發現重新定義了海岸風險
海平面上升不僅與冰蓋融化有關,也與陸地移動有關。 美國國家航空暨太空總署(NASA)領導的一項研究表明,加州部分海岸線下沉的速度快於海洋上升的速度,加劇了當地海平面的上升。

加州聖西蒙(San Simeon)的懸崖傾斜入海。 在加州多變的海岸線上,由於自然和人為因素的影響,陸地不斷下沉和上升。 更了解這種運動可以幫助社區做好應對海平面上升的準備。 圖片來源:NASA/JPL-Caltech
研究人員利用衛星資料確定了一些地區,這些地區的陸地運動是由人類活動(如抽取地下水)和自然力量(如地殼構造)引起的,正在以不可預測的方式改變海岸線。 在舊金山灣等地,海平面下沉可能會使海平面上升一倍以上。 聖塔芭芭拉等一些地區的海平面實際上正在上升,但人類活動為預測增加了很大的不確定性。
預測海平面上升不僅僅是測量海洋的高度,它還取決於我們腳下的陸地是如何移動的。 美國國家航空暨太空總署(NASA)領導的一項以加州為重點的研究表明,在未來幾十年裡,即使是很小的陸地高程變化也會對當地的海平面產生很大影響。
預計到2050 年,加州的海平面將比2000 年上升6 到14.5 英吋(15 到37 公分),主要原因是冰川、冰原融化和海水變暖。 然而,沿海社區也必須考慮陸地本身是如何變化的。 這項研究強調了在規劃未來海平面變化時考慮陸地移動的重要性,其研究結果正被納入更新的州指南。
美國國家航空暨太空總署南加州噴射推進實驗室的遙感科學家馬林-戈沃爾欽(Marin Govorcin)說:”在世界許多地方,例如舊金山地下的填海地,陸地向下移動的速度比海洋本身向上移動的速度還要快。”
研究顯示,陸地垂直移動的速度和規模變化很大。 它可能受到抽取地下水和注入廢水等人類活動以及構造活動等自然力量的影響。 研究人員證明,衛星觀測可以更精確地估計這些陸地移動及其對當地海平面的影響。 與覆蓋範圍有限的驗潮儀模型不同,衛星資料可以捕捉整個區域的陸地移動,從而更清晰地展現塑造海岸線的動態力量。

科學家繪製了加州沿海城市和中央山谷部分地區因土壤壓實、侵蝕和地下水抽取等因素造成的土地下沉圖(藍色顯示)。 他們也追蹤了隆起熱點(紅色顯示),包括石油和天然氣生產基地長灘。 資料來源:美國國家航空暨太空總署地球觀測站
來自JPL和美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的研究人員利用衛星雷達追蹤了加州一千多英里海岸線上升和下沉的新細節。 他們精確定位了熱點地區- ,包括城市、海灘和地下蓄水層- ,這些地區現在和未來幾十年都更容易受到海平面上升的影響。
為了從太空中一英寸一英寸地捕捉局部運動,研究小組分析了歐空局(the European Space Agency)哨兵-1(Sentinel-1)衛星的雷達測量數據,以及全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System)地面接收站的運動速度數據。 研究人員使用一種名為乾涉合成孔徑雷達(InSAR)的處理技術,比較了2015 年至2023 年期間對同一地點進行的多次觀測。
研究小組以舊金山灣區- 為研究對象,特別是聖拉斐爾、科爾特馬德拉、福斯特市和灣農場島- ,發現主要由於沉積物的壓實,土地以每年超過0.4 英寸(10 毫米)的速度持續下沉。 考慮到這些地區地勢最低部分的沉降,到2050 年,當地海平面可能會上升17 英吋(45 公分)以上。 這比該地區僅根據驗潮儀預測的7.4 英吋(19 公分)高出一倍以上。
並非加州所有沿海地區都在下沉。 研究人員繪製了聖塔芭芭拉地下水盆地每年幾毫米的隆起熱點,該盆地自2018 年以來一直在穩步補充地下水。 他們還在長灘觀測到了隆起,那裡的石油和天然氣生產過程中會出現流體提取和注入。
科學家進一步計算了在洛杉磯縣和聖迭戈縣的部分地區,人類活動對當地陸地運動的影響如何使海平面預測的不確定性增加多達15 英吋(40 公分)。 由於碳氫化合物生產和地下水開採等人類活動的不可預測性,這些地區的可靠預測具有挑戰性,需要對陸地運動進行持續監測。
在加州中部,中央山谷的快速下沉部分(每年下沉多達8 英寸或20 公分),土地運動受到地下水抽取的影響。 乾旱期和降水期會交替抽取地下蓄水層或使其膨脹。 在舊金山灣區的聖克拉拉、橙縣的聖塔安娜和聖迭戈縣的丘拉維斯塔等地的含水層上也觀測到了這種波動。
沿著崎嶇的海岸地形,如舊金山下面的大蘇爾山脈和洛杉磯的帕洛斯維第斯半島,研究小組確定了與緩慢移動的山體滑坡有關的局部下沉運動區。 在北加州,他們還在舊金山灣和蒙特雷灣周圍的沼澤地和潟湖以及索諾瑪縣的俄羅斯河口發現了下沉趨勢。 這些地區的侵蝕可能是關鍵因素。

這幅藝術家的概念圖描繪了加州中部和北部上空的NISAR 衛星。 NISAR 是NASA 和ISRO(印度太空研究組織)的聯合任務,是NASA-ISRO 合成孔徑雷達的簡稱。 資料來源:NASA/JPL-Caltech
科學家、決策者和公眾可以透過JPL 領導的OPERA(面向終端用戶的遙感分析觀測產品)計畫來監測這些變化和其他變化。 OPERA 專案詳細描述了整個北美地區的地表高程變化,揭示了包括沉降、構造和滑坡在內的動態過程。
OPERA 計畫將利用即將發射的NISAR(美國國家航空暨太空總署-印度太空研究組織合成孔徑雷達)任務提供的更多最先進的InSAR 資料。
編譯自/ ScitechDaily