波罗的海的海平面上升：来自爱沙尼亚沿海潮汐测量站30年的数据

《Geodesy and Geodynamics》：Sea level rise in the Baltic Sea: data from Estonian coastal tide gauges over 30 years

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　　海平面上升是全球气候变化的重要指标之一，它对沿海地区的生态系统、人类活动以及环境管理具有深远影响。随着全球变暖的加剧，海平面变化已成为研究的热点，尤其是在受冰川消融、海水热膨胀以及地壳运动影响显著的区域。爱沙尼亚作为波罗的海沿岸国家，其海岸线受到复杂的地质和气候因素的影响，因此，了解爱沙尼亚海岸线海平面上升的速率和趋势对于制定有效的适应策略至关重要。

本研究通过分析1993年至2022年间的潮汐观测数据，结合先进的分析方法，探讨了爱沙尼亚海岸线海平面上升的速率与空间变化。研究采用了挪威科学家Kristian Breili开发的开源软件“TG Analysis”，并结合了NKG2016LU地壳抬升模型，以更精确地分析海平面变化。结果显示，爱沙尼亚海岸线的相对海平面上升平均为1.35 ± 1.91毫米/年，而绝对海平面上升则为4.16 ± 1.81毫米/年。值得注意的是，在最近十年（2013–2022）中，相对海平面上升速率显著加速，达到了9.01 ± 8.67毫米/年。这种加速现象可能与全球气候变暖相关的物理过程，如海水热膨胀和冰川融化有关。

研究中发现，不同地区的海平面上升速率存在明显差异。例如，某些区域由于地壳抬升速率较低，表现出更快的相对海平面上升趋势，而地壳抬升速率较高的区域则显示出相对较低的海平面上升速率。这种空间差异反映了爱沙尼亚海岸线复杂的地质背景，以及波罗的海地区特有的地壳运动模式。此外，研究还发现，尽管在2010年引入了自动潮汐观测站，但这一技术转变并未对海平面上升趋势产生显著影响，说明观测数据的可靠性并未因测量方式的变化而受到明显干扰。

为了进一步验证研究结果的可靠性，研究者采用了多种分析方法，包括时间序列的差异分析、频谱分析以及分段回归分析。通过将爱沙尼亚的潮汐数据与斯德哥尔摩和汉科的潮汐数据进行对比，研究人员发现两者之间的海平面上升速率差异较小，仅为0.65毫米/年，这表明研究数据具有较高的可信度。频谱分析揭示了海平面上升数据中存在明显的周期性成分，如6个月和12个月的周期性波动，这些波动与大气环流和季节性变化密切相关。而分段回归分析则识别出时间序列中存在明显的转折点，特别是在1993年至1996年间，这可能与观测方法的调整或地壳运动的阶段性变化有关。

研究还评估了ESA BalticSEAL海平面上升模型的性能，该模型基于卫星测高数据，旨在提供波罗的海地区连续且高质量的海平面变化信息。结果显示，BalticSEAL模型在爱沙尼亚西部地区表现良好，但在北部地区则存在较大的偏差，这可能与当地特殊的地壳运动和海洋动力学条件有关。研究强调，尽管模型总体上能够反映区域趋势，但在某些局部区域，其预测结果与实际观测数据之间仍存在显著差异，这些差异可能源于模型未能完全捕捉到特定的海洋动力学过程或地壳运动的局部变化。

此外，研究还发现，不同时间段内的海平面上升趋势存在显著差异。例如，1993年至2002年间的平均相对海平面上升速率仅为2.97 ± 10.93毫米/年，而2013年至2022年间的速率则显著上升至9.01 ± 8.67毫米/年。这种变化可能与全球气候变暖导致的长期趋势变化有关，也可能受到短期气候波动的影响，如极端天气事件和风场变化。研究指出，尽管在某些时间段内海平面上升趋势不具有统计学意义上的显著性，但结合地壳运动和海洋动力学的综合分析表明，这些变化可能反映了更深层次的物理过程。

研究还发现，数据处理和校正对于提高海平面上升分析的准确性至关重要。在处理潮汐数据时，研究者遵循了全球海平面观测系统（GLOSS）和永久海平面基准（PSMSL）的指导原则，确保数据的高质量。同时，为了消除潮汐效应的影响，研究者对数据进行了18.6年月球节点潮汐的校正，以减少测量误差。这种数据校正方法有助于更清晰地识别长期海平面变化趋势。

综上所述，本研究通过对爱沙尼亚海岸线1993年至2022年的潮汐数据进行分析，揭示了海平面上升的显著空间和时间变化。研究结果表明，爱沙尼亚的海平面上升速率在不同区域存在明显差异，且最近十年内呈现出加速趋势。这些发现不仅有助于理解爱沙尼亚的海平面变化模式，也为波罗的海地区的海平面研究提供了重要的参考。研究还强调了数据校正和分析方法的重要性，以及不同观测手段（如手动和自动潮汐观测站）对数据质量的影响。此外，研究指出，尽管某些区域的海平面上升速率与模型预测存在差异，但这些差异更多是由于局部地壳运动和海洋动力学的复杂性，而非模型本身的不准确。因此，未来的海平面上升研究需要更加细致的区域分析，以全面理解全球气候变化对沿海地区的影响。