地球土壤干的越快，海平面上升的越高？
近年来，全球变暖的影响越来越明显，冰川融化、海平面上升、极端天气增多，但你知道吗？此时地球的土壤水分也在发生剧烈变化，它们与海平面上升之间难道存什么关系？最新的一项研究，首次量化21世纪初全球土壤水分变化情况，换算成海平面上升相当于多少呢？
全球海平面上升速度
全球海平面上升是气候变化最显著的后果之一，自工业化时代以来，海平面持续上升，且近年来速率加快。由于海平面变化是气候系统的“综合指标”，世界气候研究计划（WCRP）组织全球50多个团队，通过整合多源观测数据，评估1993年至今的海平面变化情况，主要解决为解决卫星观测的海平面上升速率是否准确，洋热膨胀、冰川融化、陆地水储量变化等贡献各占多少，是否存在未被观测到的“遗漏项”等问题。
研究发现，确认了1993-2017年间，全球平均海平面以约3.1±0.3mm/年的速度上升，而且这个速度还在加快，大约每年会增加0.1mm的上升速度。
那么，这3.1毫米的上升是怎么构成的呢？研究团队分别进行了Argo浮标与海洋温度数据、GRACE重力卫星等数据验证，发现海平面上升主要由海水变暖膨胀和陆地冰融化流入海洋是2大主要原因导致，海水变暖膨胀贡献约1.3mm/年，占比42%，陆地冰融化流入海洋贡献约1.36mm/年，占比44%，剩下的14%则主要与陆地水储量变化有关。
研究过程中，科学家们遇到了很多挑战。比如发现早期的TOPEX卫星测量数据存在误差，存在仪器漂移，导致1993-1999年的数据偏高。经过校正后发现，那段时间的海平面上升速度被高估了约1.5mm/年。
图：6个不同组全球平均海平面时间序列演变
所有全球平均海平面时间序列的中心在1993年，均值为零。从每个数据集减去0.3毫米/年的地壳运动修正。
从土壤干旱角度，看海平面上升情况
为了探究21世纪土壤变化的驱动因素，以及这种变化是短暂还是长期的，这项由韩国首尔大学、墨尔本大学等团队开展的研究，分析了1979-2021年ERA5-Land的全球土壤水分数据，揭示了21世纪全球土壤水分变化情况。
数据显示，在在1979-2016年期间，土壤水分损失3941Gt（1Gt=10亿吨），相当于全球平均海平面上升10.78mm。而土壤水分的大部分损失发生在2000-2002年的短时间内，损失量高达1614Gt，在在2003-2016年，土壤水分继续减少1009 Gt。在此期间，格陵兰冰盖融化900 Gt ，海平面上升约2.5 mm。
为了验证ERA5-Land数据的准确性，研究团队使用了三种独立观测手段进行验证。GRACE重力卫星2003-2016年平均海平面变化，在纠正了其他影响后包括格陵兰和南极冰盖、山地冰川、雪、地下水和大坝，估算的土壤水分对平均海平面贡献约0.23士0.09mm/年，与ERA5-Land数据中的0.19±0.04 mm/年基本一致。
根据AVISO/NOAA/CU卫星数据，高程测量系列显示2000-2002年有所增加，与ERA5-Land SM数据得出的变化一致。此外，土壤水分减少导致地球质量重新分布，观测到地球自转轴偏移约45cm，与模型预测一致。
这些数据互相印证，说明土壤水分的下降是真实的全球性现象，而非局部或短期波动。
那为什么土壤水分会突然下降呢？研究指出2个主要原因，一个是降水减少，一个是气候变暖导致蒸发需求增加。2000年后，全球陆地降水，特别是非洲、南美洲和部分亚洲地区，明显减少。此外，自1990年代后期开始蒸汽压差（衡量空气“干燥程度”的指标）显著上升，使得大气吸收水分的能力增强。简单而言，就是降水减少+蒸发需求增加→土壤水分难以恢复，形成长期干旱趋势。
在最后，研究支持，截至 2021 年，土壤水分尚未恢复，在目前的气候条件下，未来不太可能恢复。
图：由土壤水分（SM）变化观测和推导的平均海平面上升(GMSL)异常
由于ERA5-LandSM变化导致的GMSL变化(黑色)和GRACE推导的SM变化(蓝色)，以及来自AVISO、NOAA和CU的30天平均高度数据集(灰色)。从高度时间序列中移除了1993年1月至1999年12月的趋势。从三条曲线中移除了年度分量。在蓝色和黑色曲线中添加了垂直偏移，以方便与灰色线进行比较。
❓思考题：全球土壤水分减少了1000Gt，这一变化对应全球海平面的影响相当于上升了多少？
A.1.1毫米
B.2.7毫米
C.4.4毫米
D.6.0毫米
参考答案：（点击查看）
B.
解析：研究明确提到，3941Gt的土壤水分流失相当于全球海平面上升约10.78毫米（1 Gt ≈ 0.002735 mm）。
在文章最后，需要要提一下，海平面和土壤干燥并不是直接的因果关系，他们都是全球变暖的结果，但他们之间可能存在间接关系，比如，海水温度升高改变大气环流，从而影响降雨，进而影响土壤水分情况。
参考文献：Abrupt sea level rise and Earth’s gradual pole shift reveal permanent hydrological regime changes in the 21st century. Science，27 Mar 2025，Vol 387, Issue 6741，pp. 1408-1413，DOI: 10.1126/science.adq6529