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海平面变化综合测量数据有助于海岸线保护

 

 

来源:德国慕尼黑工业大学(TUM)                                         发布时间:2021年6月1日

 

 

                研究人员首次准确而全面地测量了北海和波罗的海的海平面上升。在波罗的海的卫星图像中看到的海冰使测量变得困难。图片:NASA 
 

       德国慕尼黑工业大学(TUM)领导的研究团队首次对波罗的海和北海的海平面上升开展了精确而全面的测量。研究人员采用了一种新方法,即使在沿海地区和海冰覆盖的情况下,也能够以毫米精度准确地确定海平面的变化,这对于海岸带的规划和保护至关重要。

       对于生活在沿海地区的数十亿人而言,气候变化引起的海平面上升可能会带来生存威胁。慕尼黑工业大学德国大地测量研究所(DGFI-TUM)的主任Florian Seitz教授解释说,为了保护人类和基础设施——例如修建防洪设施、保护港口或修建跟高的堤坝等——须对海平面的变化趋势做出可靠预测,而预测需要高空间分辨率的精确数据,直到目前,所需的广域覆盖卫星都不可用。

       尤其是在近海岸线的区域,有着众多的城市、港口、工业设施和住宅区,山脉、海湾、近海岛屿散射信号并使反射回波失真,以及雷达无法穿透的冬季海冰。因此,数十年来,雷达卫星收集的海岸数据质量始终受到高信噪比的影响。

       在波罗的海海平面项目(Baltic SEAL)中,研究团队选择了典型的波罗的海作为模型区域,对其数以亿计雷达测量数据(从1995年到2019年)进行了校准和使用,通过专门开发的算法,处理各种卫星任务的测量结果,并利用大量当地海平面测量数据来证实结果。通过新算法,研究团队能够在覆盖海冰的裂缝和裂缝产生的雷达反射中检测到来自冰盖海水的信号。这使得在冬季确定海平面成为可能,并实现了对近陆地的雷达回波的更好分辨率。从而即使在沿海地区和海冰下,也可以精确和高分辨率地测量海平面变化,而且这种分析方法可很容易的适用于其他地区。

1995年至2019年间北部和波罗的海海平面的变化    图片:TUM

       目前研究人员可以测量沿海地区的海平面,并将结果与当地潮汐记录相比较,然后采用新算法将处理后的数据拟合到分辨率为6到7公里的精细网格中,得到的覆盖整个波罗地海区域的高精度数据集。

       这些数据的分析结果显示了波罗的海过去25年海平面的上升的区域影响。德国和丹麦南部海岸的海平面每年以2至3毫米的速度上升,而东北海岸的波的尼亚湾每年上升速度为6毫米,其大幅上升的原因是因为该地区强烈的西南风将海水推向北部和东部。然而,这种高于平均水平的海平面上升不会对沿海居民构成威胁,因为自上一个冰河时代结束以来,陆地也一直在上升——目前以每年1 厘米的速度上升。

       研究人员表示, 通过新分析算法和雷达数据同化,我们现在能够对其他沿海地区近几十年的海平面变化得出准确可靠的结论。研究人员还为北海地区创建了综合数据集,用户可通过数据集和用户手册来确定本地海平面上升趋势。通过这些数据来验证气候模型,公共管理部门可以根据数据调整规划适当的保护战略。

 

 

 

原文链接:Precise data for improved coastline protection

编译:王晓晴    李学荣