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美國現象/加州這些區域正在下沉

乾旱和降水期交替,使地下含水層收縮或膨脹,類似的波動還出現在舊金山灣區的聖塔克拉拉 。(圖/123RF)
乾旱和降水期交替,使地下含水層收縮或膨脹,類似的波動還出現在舊金山灣區的聖塔克拉拉 。(圖/123RF)

雖然海平面高度變化看似微小,每年僅幾分之一吋,然這些細小變化可能會增加或減少當地洪水風險、海浪衝擊和海水入侵。

太空總署(NASA)一項新研究顯示,至2050年,加州海平面預計比2000年的水平高出6到14.5吋(約15至37公分),該研究第一作者,南加州「噴射推進實驗室」(Jet Propulsion Laboratory,JPL)遙感科學家哥瓦辛(Marin Govorcin)表示,包括舊金山填海地區等地,土地下沉速度比海平面上升速度快。

追蹤和預測海平面上升,不僅需測量海洋高度,還要了解海岸土地垂直運動。這項由太空總署主導的研究團隊以加州為研究案例,揭示看似不起眼的地面垂直運動,如何在未來幾十年對當地海平面造成重大影響,在沿海社區制定適應策略的同時,能更深入了解土地作用。

在崎嶇的沿海地形,如舊金山以南大蘇爾山脈,研究團隊確認一些山崩與土地下沉相關。(...
在崎嶇的沿海地形,如舊金山以南大蘇爾山脈,研究團隊確認一些山崩與土地下沉相關。(路透)

NASA新聞稿並指出,這項新研究說明地面垂直運動的規模與速度恐難以預測,這些運動既受人為因素影響(如抽取地下水及廢水注入),也受如板塊運動等自然因素影響。研究結果也展示直接利用衛星觀測,如何改進地面垂直運動與海平面上升的估算。當前基於潮位站測量的模型,無法覆蓋所有地點,也無法反映區域內所有地面運動。

衛星雷達追蹤海岸線

噴射推進實驗室和國家海洋暨大氣管理局(NOAA)研究人員使用衛星雷達,追蹤加州超過1000哩長海岸線,詳細記錄地面的上升與下沉。他們鎖定一些熱點地區,包括城市、海灘和含水層,這些地區在當前及未來幾十年內,更容易受海平面上升影響。

加州部分沿海地區因自然和人為因素,土地正緩慢上升或下降。(取自NASA/JPL-...
加州部分沿海地區因自然和人為因素,土地正緩慢上升或下降。(取自NASA/JPL-Caltech)

為了從太空中一點一點捕捉局部運動,研究小組還分析歐洲太空總署(the European Space Agency,ESA)Sentinel-1衛星雷達測量數據,及來自全球導航衛星系統地面接收站的運動速度數據等。他們用一種稱為干涉合成孔徑雷達(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技術,比較2015年至2023年間,同一地點的多次觀測結果。

研究顯示,舊金山灣區,包括聖拉斐爾(San Rafael)、柯德麥迪拉(Corte Madera)、佛斯特市 (Foster City)和農灣島(Bay Farm Island)等地區因沉積物壓實,地面以每年超過0.4吋的速度穩定下沉。至2050年,當地海平面可能會上升超過17吋(45公分),是僅基於潮位站預測 7.4吋(19公分)的兩倍多。

乾旱和降水期交替,使地下含水層收縮或膨脹,類似的波動還出現在橙郡聖塔安那的含水層...
乾旱和降水期交替,使地下含水層收縮或膨脹,類似的波動還出現在橙郡聖塔安那的含水層。(圖/123RF)

並非所有加州沿海地區都下沉,部分地區土地每年上升數毫米。如自2018年以來,穩定補充地下水的聖塔芭芭拉(Santa Barbara)地下水盆地,及進行石油和天然氣生產的長堤(Long Beach)等,存在流體抽取與注入情況。

科學家還進一步算出人為因素引起局部陸地運動,如何使洛杉磯郡和聖地牙哥郡(San Diego)部分地區海平面預測不確定性增加多達15吋(40公分)。在這些地區進行可靠預測面臨挑戰,因人為活動 (如碳氫化合物生產與地下水開採)等不可預測性所致。

在崎嶇的沿海地形,如舊金山以南大蘇爾山脈,研究團隊確認一些山崩與下沉的趨勢。(美...
在崎嶇的沿海地形,如舊金山以南大蘇爾山脈,研究團隊確認一些山崩與下沉的趨勢。(美聯社)

中央谷地每年下沉8吋

在加州中部快速下沉的中央谷地(Central Valley),每年下沉高達8吋(20公分),地面運動受地下水抽取影響。乾旱和降水期交替,使地下含水層收縮或膨脹,類似的波動還出現在舊金山灣區的聖塔克拉拉(Santa Clara)、橙郡聖塔安那(Santa Ana)和聖地牙哥郡的丘拉維斯塔(Chula Vista)含水層。

在崎嶇的沿海地形,如舊金山以南大蘇爾山脈(Big Sur mountains)和洛杉磯的派洛斯福德斯半島 (Palos Verdes Peninsula),研究團隊確認一些與緩慢移動的山崩相關局部下沉區域。舊金山與蒙特雷灣(Monterey Bays)周圍的沼澤和潟湖等地也有下沉趨勢。這些地區受侵蝕可能是主要因素。

科學家繪製加州沿海城市和中央谷地部分地區,因土壤壓實、侵蝕和地下水抽取等因素,造...
科學家繪製加州沿海城市和中央谷地部分地區,因土壤壓實、侵蝕和地下水抽取等因素,造成土地下沉 (藍色),紅色地區為海平面上升地。(取自NASA)

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