香港理工大學(理大)參與墨爾本大學和首爾大學領銜的國際團隊,估算過去四十年陸地水儲量變化,揭示土壤濕度急劇下降,大量陸地水流入海洋,導致海平面上升。研究成果已刊於《科學》。
論文:
研究背景
地極運動反映了地球系統內的質量分布,因此,整合大氣圈、水圈與岩石圈的模型及觀測結果尤為重要。然而,以往技術難以測量陸地水儲量,特別是地下水和根部區域的土壤濕度。
研究成果
理大土地測量及地理資訊學系教授、土地及空間研究院核心成員陳劍利教授,與國際團隊合作。團隊利用衛星測高和衛星重力,即「重力恢復及氣候實驗衛星」(GRACE)及其接續計劃「GRACE Follow-On」現代空間大地測量觀測技術,結合全球平均海平面及地極運動數據,監測全球的陸地水儲量變化,並引入了嶄新的全球土壤濕度估算方法。

理大土地測量及地理資訊學系陳劍利教授
研究發現,2000 年至 2002 年間,全球陸地水儲量明顯下降,共有 16,140 億噸水流入海洋,是格陵蘭融冰量的兩倍,相當於使海平面上升 4.5mm,此後,陸地水儲量持續緩慢減少。在隨後的 2003 年至 2021 年間,全球土壤濕度明顯下降,地極在 2003 年至 2011 年間更向東經 93° 方向偏移 58cm,進一步證明了土壤濕度的持續下降。
團隊表示,全球氣候暖化、降雨模式改變、海洋溫度升高導致的降水不足和蒸散量穩定,可能是引致陸地水儲量驟減的關鍵因素。隨着中國東北和美國西部等地區農業灌溉規模擴大,以及全球綠化趨勢持續推進,團隊預料在農業密集和綠化程度高的半乾旱地區,土壤濕度可能進一步降低。團隊建議將這些因素納入考量,以改善陸面模型的評估能力。
陳劍利教授表示:「海平面變化和地球自轉,是反映地球系統質量變化的指標,精確測量有關數據,將更有效監測全球水循環中的大尺度質量變化。透過整合不同現代空間大地測量觀測數據,能全面地分析陸地水儲量變化與海平面上升的驅動因素,並為氣候及地球系統科學界探討乾旱問題提供可靠依據,應對氣候變化帶來的新挑戰。」
來源:香港理工大學
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