【导读】
最新发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究表明，由于永久冻土融化沉降、海平面上升和海岸侵蚀的共同作用，阿拉斯加北极海岸平原的土地流失速度正在加快。到2100年，土地流失面积可能比仅考虑侵蚀的情况高出6到8倍，将对当地居民、石油设施和生态系统造成严重威胁。该文呼吁国际社会关注北极地区面临的气候挑战。
气候变化正在深刻地改变着北极地区。气温上升导致海冰融化、海平面上升、风暴加剧，以及至关重要的永久冻土层融化。这些变化对北极沿海地区造成了多重威胁，其中海岸侵蚀一直被认为是最主要的危害。然而，海平面上升和永久冻土融化沉降对海岸线的影响，尤其是在两者与海岸侵蚀共同作用下的累积效应，却缺乏足够的研究。
研究人员选择阿拉斯加北极海岸平原
（Arctic Coastal Plain，ACP）
作为研究对象，该地区拥有丰富的永久冻土、较高的海平面上升速率，并且拥有大量的地形、海岸线后退速率和永久冻土特征数据，为研究提供了理想的条件。
研究团队整合了5米分辨率的数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）、卫星衍生的沿海湖泊深度估算数据、以及基于实地测量的永久冻土融化沉降数据。他们采用政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告（AR6 Report）中中等和高排放情景下的海岸侵蚀和海平面上升预测数据，并结合自研的海岸线演变模型，模拟了21世纪阿拉斯加北极海岸平原的海岸线变化。该模型考虑了周期性的海岸平滑，以模拟观测到的海岸侵蚀动力学和风暴驱动的沉积物再分布，并结合了InSAR技术（干涉合成孔径雷达）获取的湖泊深度数据，更准确地模拟了地貌变化。
研究发现，在中等排放情景下，到2100年，阿拉斯加北极海岸平原将损失约6638平方公里的土地。在高排放情景下，土地流失面积将增加到约8059平方公里。
更重要的是，研究发现永久冻土融化沉降显著加剧了土地流失。在中等（高）排放情景下，到2100年，永久冻土融化沉降和海平面上升将导致额外损失4832（5539）平方公里的土地。与仅考虑海岸侵蚀相比，将海平面上升和永久冻土融化沉降纳入考量后，土地流失面积增加了6到8倍。这是因为永久冻土融化沉降导致地表下沉，使更多的土地易于被海水淹没，从而加速了土地流失。
研究还评估了海岸变化对当地基础设施的影响。到2100年，在中等排放情景下，阿拉斯加北极海岸平原沿海村庄40%至65%的基础设施和10%至20%的油田基础设施可能会因海岸变化而受损。
此外，研究还发现海岸变化将扰动大量的有机碳。到2100年，中等和高排放情景下，预计将分别扰动453 Tg和562 Tg的有机碳，这分别是仅考虑海岸侵蚀情况下扰动量的8倍和11倍。这些有机碳的释放可能加剧气候变化，并对海洋生态系统造成潜在影响。
这项研究强调了气候变化对北极海岸地区的复合影响，并揭示了永久冻土融化沉降在海岸线变化中扮演的重要角色，如果不采取缓解措施，阿拉斯加北极海岸平原的土地流失速度将在21世纪加速，对当地社区、基础设施和生态系统构成严重威胁。
参考文献
：
R. Creel, J. Guimond, B.M. Jones, D.M. Nielsen, E. Bristol, C.E. Tweedie, P.P.
Overduin, Permafrost thaw subsidence, sea-level rise, and erosion are transforming Alaska’s Arctic coastal zone
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
121 (50) e2409411121,
https://doi.org/10.1073/pnas.2409411121 (2024).
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