今年，海平面上升了吗？

我们生活的星球，百分之七十被海洋覆盖。海洋观测，也一直是备受关注的科学主题。但由于地理位置特殊造成的极端环境，以及卫星数据的缺乏，使得极地地区的海洋观测一直面临各种困难。科学家们试图寻找一种能较为精确地测量极地地区海平面异常变化的方法。

近期来自丹麦技术大学国家太空研究所和德国慕尼黑工业大学德国地理学院的科学家们，联合发表了一份“雷达测高时代的北冰洋海平面记录”在期刊Remote Sensing上。旨在运用28年间的雷达卫星高度计数据，构建一个改进版的以月为观测单位的北冰洋海平面记录。研究中记录了1991至2018二十八年间的海平面数据，并给出了试验结果的可信度分析和误差分析。

作者认为造成海平面上升的原因主要有三点：

一是 热膨胀，即温室气体在海洋中的累积；

二是 人类交互作用的土地蓄水，主要是地下水和水库蓄水增多；

三是 冰川与冰，气候变暖导致冰川融化，海平面将持续上升。

在对全球海平面上升的观测中，通常是排除极地地区海洋的。然而极地地区海平面的异常变化，却是提醒我们全球气候与环境恶化的警钟。极地海洋长年被海冰覆盖，处在卫星监测不到的特殊地区，且卫星对冰的测量能力有限，我们又缺少足够的地理模型以及不同卫星测量数据之间的轨道偏差，也缺乏卫星高度计数据用于重复跟踪，使得极地海平面测量面临极大挑战。

面临如此挑战，科学家们如何应对？

针对以上挑战，科学家们将最新的地球物理校正方式和高度计数据进行组合，同时研究了常规孔径与合成孔径雷达高度计数据之间的转换，使测量方法具有平滑的时间序列，重新构建了一个新的数据集，以月为单位记录北冰洋海平面的异常情况。

听说实验用到了四颗卫星？

实验使用了四颗ESA雷达高度计卫星的数据，ERS-1, ERS-2, Envisat 和CyroSat-2。为得到一段时间内较准确的北冰洋海平面变化的数据，研究者们需要对原始数据进行预处理。添加或者移除地球物理修正，通过测量海冰浓度来区分海冰覆盖区域和公海区域，确定并纠正卫星偏差，去除离群值，重新采样并进行网格化分析以计算最终的数据值。

面对北冰洋海平面测量的地球物理模型不足的普遍问题，学者在该实验中把海平面的潮汐数据和晴雨表效应结合，用作地球物理校正最重要的参数；而卫星轨道偏差，则是通过ERS卫星的计算，所得到的首次覆盖北冰洋大部分地区的海面高度数据来进行研究，但早期的高度计卫星仍存在轨道偏差，所以在数据处理的过程中不得不加入纠正卫星偏差这一步骤，最后对实验进行了验证和不确定分析。

实验结果

实验结果表明，北冰洋变暖的速度比以往更快。实验中四个ESA雷达高度计卫星的数据，已经达到目前最长的时间序列。尽管科学家们仔细组合了不同过程的数据并且运用了最先进的重复跟踪手段，但冰的顶部反射使时间序列的第一部分值偏高，并且由于海冰覆盖的SAR测高存在不确定性和SAR干涉仪(SAR Interferometry)数据的缺失，我们无法探测冰最底部的反射，因此海平面估计的最后一部分数值太低，这会导致整体的估计趋势偏低。

这意味着北冰洋海平面上升的形势比我们所了解到的还要更加严峻。

全球气候变暖对极地海洋的影响远比我们想象的严重。北极有900种显花植物，全球至少12种鸟类要在此越冬，北半球六分之一的鸟类在北极繁育后代，此外还有北极熊、北极狐等不计其数的极地动物，和一小部分人类长期生活于此。

没有数据的语言永远显得苍白无力，当我们惊讶于海平面成陡坡式上升的趋势时，人类更应该多思考如何平滑这条折线，如何去做一群保护者和创造者，而不是一群掠夺者和毁灭者。

Remote Sensing (ISSN 2072-4292; IF:4.118) 是一个与遥感学科相关的国际型开放获取期刊。其研究范围涵盖遥感科学所有领域，从传感器的设计、验证和校准，到遥感在地球科学、环境生态、土木建筑等各方面的广泛应用。Remote Sensing采取单盲同行评审，一审周期约为17.7天，文章从接收到发表仅需3.7天。

*文中图片来源于网络。

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