抽取地下水對海平面上升的影響
系所: 大氣系
教師姓名:
羅敏輝
教師職稱:
助理教授
研究摘要:


抽取地下水對海平面上升的影響

國立台灣大學大氣科學系羅敏輝助理教授與美國航太總署哥達德太空研究所、新加坡國立大學、美國航太總署噴射推進實驗室、美國國家大氣研究中心(NASA GISS, NUS, JPL, NCAR)等科學家們的最新研究顯示,利用最新的大氣、陸地、海洋耦合氣候模式發現,由於過去在探討抽取地下水造成海平面上升的影響時,並未考慮抽取地下水所造成的陸地與大氣間的交互作用,因此可能高估了抽取地下水造成海平面的上升幅度。此研究成果發表在2016年5月份的自然氣候變遷期刊(Nature Climate Change)。
 

準確地預測海平面上升的幅度是非常重要的,因為海平面上升對於住在海岸附近以及在小島嶼的人構成相當大的威脅,特別是一些低窪地區。海平面上升的因素,包括冰蓋和冰川融化、熱膨脹,以及抽取地下水等,近年來的研究顯示,地下水抽取可能會是海平面上升相當重要的一個影響因子,因為全世界對地下水的依賴不斷地增加,在未來50年中,影響的幅度可能接近目前冰川和冰蓋的影響。然而,以往的研究,包括IPCC第五次評估報告,在估計地下水對海平面上升的影響時,都有一個很大的假設是:“從地下蓄水層抽取的地下水幾乎全部(近100%)會流到海洋”。但是我們利用了最先進的氣候模式,在考慮到陸地,海洋和大氣之間的反饋作用後發現,近100%的假設可能是高估的,事實上約只有80%的地下水抽取量會流至海洋。這項新的研究意味著,模式與目前觀測到的海平面上升之間的差距更大,也表示還有其他的不確定因素會影響海平面上升的幅度。
 

由於資料的缺乏,過去在估算海平面上升的各個影響因子時,無法將此陸地水文變化的因素考慮進來。此新發現除了修正過去在估計抽取地下水造成海平面上升的假設外,也提供科學界在計算海平面上升趨勢時一個不可或缺的資訊。另一方面,大部份的氣候模式由於缺乏完整的地下水與大氣相互作用的物理過程,尤其是人類活動(例如地下水抽取)引起的地下水水位的改變,因而無法合理地模擬地下水對於氣候的影響。因此此研究將改善既有氣候模式之不足,並對陸地水文與海洋交互作用的研究中提供新的進展。

Reference
Wada Y, Lo MH, Yeh PJF, Reager JT, Famiglietti JS, Wu RJ, Tseng YH (2016). Fate of water pumped from underground and contributions to sea-level rise. Nature Climate Change. doi:10.1038/NCLIMATE3001




圖一,地下水的抽取導致全球水循環的改變,進而造成海平面上升的示意圖。上圖為控制組實驗,下圖則考慮到地下水抽取的水循環變化。其通量的單位為立方公里每年(1900-1999年的平均)。


圖二,從1900-2010年,陸地上水循環的各個成分對於海平面上升的貢獻。

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建檔時間:
2016/05/23 13:36
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