火奴鲁鲁,由涨潮引发的洪水。 来源:夏威夷海赠款潮汐项目
2030年代中期,月球的新一轮周期将加剧由气候变化引起的海平面上升效应,届时美国的每个海岸都将经历急剧增加的由涨潮引发的洪水事件。
由涨潮引发的洪水(High-tide floods),也被称作“nuisance floods”或“sunny day floods”,在美国大西洋和海湾沿岸的许多城市已经是一个屡见不鲜的问题。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)报告显示,2019年发生这种类型的洪灾共计600多次。该报告中将导致洪水发生的所有已知的海洋学和天文学原因纳入了考虑。报告显示,从21世纪30年代中期开始,海平面上升与月球周期的同步性将导致美国各地的沿海城市在未来十年间的洪水数量急剧上升。
这项新研究由夏威夷大学NASA海平面变化科学小组的成员牵头,研究表明,美国各地的涨潮将更频繁地超过已知的洪水阈值。更重要的是,根据月球、地球和太阳的位置变化,有时在特定的一段时间内会接连爆发许多场洪水,持续一个月或更长时间。当月球、地球和太阳以特定的方式排列时,由于引力导致的潮汐现象,可能将使得城市居民们每隔一两天就要应对一次洪水事件。
NASA局长比尔·纳尔逊表示:“由于洪水数量增加,海平面附近的低洼地区正面临日益加剧的风险和损失,而且情况只会越来越糟。”月球引力、海平面上升和气候变化相结合将继续加剧美国海岸线和世界各地的沿海地区的洪水。NASA的海平面变化科学小组正在提供关键的信息,以便我们能够规划、保护和防止洪水对环境和相关地区民众的造成的损害。
这项新研究于本月发表在《自然-气候变化》杂志上,主要作者是来自夏威夷大学的助理教授菲尔·汤普森(Phil Thompson)。他表示:“真正造成影响的是随着时间推移的累积效应。”他指出,涨潮引发的洪灾与飓风引发的风暴潮相比,水量较小,所以人们倾向于将其视为一个不太重要的问题。“但如果每个月发生10次或15次洪水,一个企业就无法在停车场被水淹没的情况下继续经营。人们会因为无法上班而失去工作。渗水的粪池成为一个公共卫生问题。”
为什么相隔遥远的海岸线上的城市会在几乎同一时间开始经历如此高频率的洪水发生?主要原因在于月球轨道平面的周期性变化,月球轨道平面“摆动”周期约18.6年。月球轨道平面“摆动”是一个既不新奇也不危险,于1728年首次被发现。然而,新的关注点在于,月球轨道平面“摆动”对于月球引力(造成地球上潮汐现象的主要原因)所造成的影响,将如何与由全球变换导致的海平面上升相结合。
在月球轨道平面18.6年的“摆动”周期中,有一半的时间,地球上的潮汐相对减弱:涨潮比正常情况下要低,而退潮比正常情况下要高;在另一半时间中,地球上的潮汐则相对增强,涨潮变得更高,而退潮变得更低。而全球海平面上升则只把涨潮推向一个方向,即涨潮变得更高。因此,月球轨道平面18.6年的“摆动”周期中有一半时间抵消了海平面上升对涨潮的影响,而另一半时间中则加强了这种影响。
如今,月球正处于该周期中的潮汐效应增强阶段。然而,对于美国大多数海岸线而言,即便有月球引力推波助澜,海平面还没有上升到太高的程度,涨潮也只是周期性地达到洪水阈值。但是到了21世纪30年代中期,当再次进入潮汐效应增强阶段时,那就另当别论了。全球海平面上升将在下个十年里发挥强力作用。由于月球轨道平面周期导致的更高的海平面,将导致美国大陆几乎所有海岸线、夏威夷和关岛的洪水数量急剧增加。仅有遥远的北部海岸线,包括阿拉斯加的海岸线,将在下个十年或未来更长一段时间内幸免于难,因为这些地区的陆地由于长期的地质过程而上升。
研究人员通过研究美国沿海各州和地区(阿拉斯加除外)的89个验潮仪的位置,发现了这些洪水数据的临界点。它们创建了一个新的统计框架,并绘制了美国国家海洋和大气管理局广泛使用的海平面上升情景和洪水阈值,以及每年超过这些阈值的次数、天文学周期、以及已知的影响潮汐的其他过程(如厄尔尼诺事件)的统计学表现。基于该统计框架,研究人员对一直到21世纪80年代的结果进行了预测。
来自NASA喷气推进实验室的本·汉姆林顿(Ben Hamlington)是这篇研究论文的共同作者,也是NASA海平面变化科学小组的负责人。他指出,这项新研究的结果对沿海城市规划者而言是一个重要的资源,他们一般可能更专注于为极端事件而不是由涨潮引发的更多洪水做准备。
汉姆林顿表示:“从规划的角度而言,知道洪水数量什么时候将会增长非常重要。知道所有的洪水事件都将集中发生在某个特定的月份,或者可能在一年中的下半年发生相比上半年而言更严重的洪水,如此种种都是十分有用的信息。”汤普森开发的一个关于由涨潮引起的洪水的工具已在NASA的海平面门户网站上公开,是一个为决策者和公众服务的资源。该洪水工具将在不久的将来根据这项研究的结果进行更新。
来源:
https://www.nasa.gov/feature/jpl/study-projects-a-surge-in-coastal-flooding-starting-in-2030s