目前全球海平面上升約有4%來自「斯韋茨冰河」融解
最新研究顯示,世界最寬廣的「斯韋茨冰河」(Thwaites Glacier)融解速度正以超過既有預測的勢頭進行,可能使全球海平面上升的影響達到目前估算的兩倍。
位於南極西部的斯韋茨冰河,因為一旦崩塌將造成毀滅性災害,而被稱為「終末冰河」(Doomsday Glacier),也是全球海平面上升預測中的重大不確定因素。
冰河面積相當於美國佛羅里達州,自數十年前起便持續退縮,目前全球海平面上升約有4%來自該冰河的融解。

冰河退縮的機制相當複雜
但是,冰河退縮的機制極為複雜,未來變化難以精準預測。即便如此,預測仍是極為重要的工作。斯韋茨冰河蘊含有足以使海平面上升逾60公分的水量,同時扮演阻擋廣大南極冰床流入海洋的「栓塞」角色,如果崩塌,最終可能導致約3公尺的海平面上升,屆時從美國邁阿密到菲律賓馬尼拉,各地沿岸社區都可能遭受毀滅性打擊。
美國加州大學爾灣分校與美國航太總署(NASA)噴射推進研究所的冰河學者,開發出更能準確反映冰河底部現象的新冰床模型。

以《接地帶》代替《接地線》的概念
斯韋茨冰河快速退縮的原因,出現在所謂「接地線」(grounding line)的位置。所謂接地線指的是冰層脫離海床、開始以棚冰形式漂浮於海面的邊界。

傳統冰床模型通常將接地線視為固定且大致穩定。然而,論文第一作者、加州大學洛杉磯分校(UCLA)專案研究員馬提亞.波伊內里指出:「我們發現,與海洋接觸的主要冰河底部,實際上處於不同狀態。」

衛星數據顯示,接地線其實是一個寬達數公里的「接地帶」(grounding zone)。潮汐作用使海水不斷進出,厚重冰層隨之上下浮動,形成所謂「潮汐泵浦」(tidal pumping)現象,讓相對溫暖的海水深入冰床深處,引發劇烈融解。在冰河學的研究中,這種tidal pumping 指的是潮汐作用下,海水隨著漲退潮不斷進出冰河底部,使厚重冰層上下浮動,進而讓相對溫暖的海水深入冰床深處,造成加速融解的現象。

根據12日刊登於《自然通訊》期刊的研究結果,團隊將「接地帶」這個概念納入模型之後發現,即使地球暖化不再惡化,斯韋茨冰河的融解仍可能在2100年前使海平面上升約3公分,為既有估算的兩倍。

斯韋茨冰河下方的地形呈傾斜,融解愈快,愈多冰層暴露於溫暖海水之中。但地形複雜,海床上兩處重要隆起如同「釘子」般固定冰層,暫時阻止其快速流入海洋。

「穆吉諾海嶺」大型海床的隆起
研究顯示,接地帶的融解正加速冰層脫離名為「穆吉諾海嶺」(Mount Murino Ridge)的大型海床隆起,形成「解釘」現象。估算至本世紀末,冰河脫離該隆起的機率達60%。之後冰河可能如同滑落斜坡般急速退縮,朝下一處大型隆起移動。對於這個項項產生的機制是:在斯韋茨冰河(Thwaites Glacier)下方的海床地形中,Murino Ridge 是一個重要的海底隆起, 它扮演「釘子」的角色,暫時固定冰層,阻止冰河快速流入海洋。當冰層因「接地帶」(grounding zone)的潮汐泵浦作用而加速融解時,冰河可能脫離這個隆起,形成「解釘」(unpinning)現象,進一步加速退縮。

這些結果顯示,斯韋茨冰河消失的影響過去可能被低估。雖然約3公分的海平面上升看似不高,但對沿岸居民而言,風險卻大幅增加。

加州大學爾灣分校地球系統科學教授艾瑞克.里尼奧表示,這意味著「未來數十年間,沿岸地區的洪水與災害風險將比原本預期更高」。

未參與研究的美國科羅拉多大學波德分校地球科學與觀測中心高級研究員泰德.斯坎博斯則評價,這項成果「可能大幅改變斯韋茨冰河對海平面上升的預測」。

不過,斯坎博斯等專家提醒,要理解接地帶各種融解現象的影響,仍需更多研究,尤其必須直接從冰河底部取得數據。

斯韋茨冰河融解對台灣的可能影響
短期(至 2100 年)來看,斯韋茨冰河可能單獨造成 約 30 毫米(3 公分) 的全球海平面上升,是過去估算的兩倍。長期潛在影響來看:如果冰河全面崩塌,全球海平面可能上升 65 公分以上。此時,台灣沿岸脆弱區域可分為北中南東部來看: 北部:淡水河口、基隆港,受高潮位與颱風暴潮影響,淹水風險加劇。中部:雲林、嘉義、台南沿海平原,地勢低窪,農田與聚落易受海水入侵。南部:高雄港、屏東東港、林邊,已有地層下陷問題,海平面上升將加重災害。東部:雖地勢較高,但花蓮、台東部分漁港仍可能受影響。如果從城市與基礎設施風險來看,台北市松山、內湖、南港:若淡水河水位上升,颱風期間可能導致都市排水系統超載。高雄港、台中港:港口設施需加強防洪與堤防設計。交通設施:沿海鐵路、公路(如西部幹線)可能受淹水威脅。

對台灣的潛在衝擊
以下我們將斯韋茨冰河融解對台灣的潛在衝擊列表如下:

斯韋茨冰河融解對台灣的潛在衝擊列表。 圖:張正修提供

台灣沿海城市風險排名(依海平面上升淹沒面積比例)

1、雲林縣:淹沒面積比例>4.30%,最大淹水深度>2.0 公尺,主要受影響區域:台西鄉、口湖鄉,魚塭與濕地

2、彰化縣:淹沒面積比例2.89%,最大淹水深度1.5–2.0 公尺,主要受影響區域:芳苑鄉、大城鄉,沙洲與海埔新生地

3、台南市:淹沒面積比例縣3.29%,淹沒面積比例1.5–2.0 公尺,主要受影響區域:北門區、七股區,廣大魚塭與低地

4、基隆市:淹沒面積比例2.26%,最大淹水深度0.5–1.0 公尺,主要受影響區域:港區與沿岸聚落

5、嘉義縣市:淹沒面積比例1.40%,最大淹水深度>2.0 公尺,主要受影響區域:東石鄉、布袋鎮,沿海聚落6其他高風險地區

(1)桃園、新竹、台東:雖淹沒比例較低,但最大淹水深度可超過 2 公尺。

(2)高雄市:淹沒比例僅 0.48%,但港口與工業區若受影響,經濟損失可能龐大。

(3)台北、新北:淹沒比例低(約 1–1.5%),但人口密度高,暴露度大,颱風潮位疊加時風險顯著。

風險加劇之因素

1、地層下陷:雲林、嘉南平原因地下水抽取,地層持續下陷,與海平面上升疊加,災害風險倍增。

2、極端氣候:颱風暴潮與豪雨事件頻繁,與海平面上升形成「雙重打擊」。

3、人口與產業集中:台南、雲林、彰化沿海多為農漁業聚落,經濟與民生受影響最直接。