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宾州州立大学新闻

土木工程师领导一个300万美元的项目,研究阿拉斯加海岸线的侵蚀

随着气温的升高,北极海岸线的冻土正在融化,给海岸的基础设施和社区带来了毁灭性的破坏

大学公园,爸爸。——北冰洋正在吞噬阿拉斯加的海岸线。自1955年以来,不断上升的水位已经侵蚀了300多米的永久冻土——帮助保护北极微妙平衡的生态系统的冻土。它也是数百个村庄和数千人赖以生存的基础。

宾夕法尼亚州立大学土木与环境工程副教授肖明(音)领导的一个大学合作项目,目前正在努力准确地了解环境恶化将如何立即影响阿拉斯加社区,并最终影响世界其他地区。美国国家科学基金会(National Science Foundation)为该项目拨款300万美元,其中三分之一捐给了宾夕法尼亚州立大学(Penn State)。肖的宾夕法尼亚州立大学团队包括工程设计和机械工程助理教授克里斯托弗·麦库姆。

其余的资金将用于支持阿拉斯加费尔班克斯大学地球物理学教授Vladimir Romanovsky的工作;美国密苏里科技大学岩土工程副教授张雄;以及爱达荷大学(University of Idaho)景观建筑学教授、弹性社区中心(Center for resilience Communities)联席主任莉莲·阿勒莎(Lilian Alessa)。

“北极发生的事情并不只发生在北极,”肖说。“永久冻土的碳含量是目前大气中碳含量的两倍。当它融化和降解的时候,碳会被释放,导致更多的融化和降解,影响到更多的地球。”

这个问题如此严重,以至于美国国家科学基金会将“航行新北极”(NNA)作为其十大构想之一。通过国家北极研究中心,国家科学基金会向美国各地的研究人员提供了3500万美元的资助,重点研究今年全球变暖对北极的影响。

“我们的项目有三个重点,”肖说。“我们正在努力了解地面在解冻时是如何变化的,地面的变化如何影响阿拉斯加海岸的基础设施,以及这些变化如何影响这些地区居民的社会制度。”

参与研究的每一所大学都将开发各自的预测模型,来预测随着气温和海平面持续上升,一个因素可能如何演变。肖和他在宾夕法尼亚州立大学的团队将把单个的模型组合成一个模型,研究人员可以用这个模型来探索一个因素如何影响其他因素,或者多个因素在一起编译时如何产生不同的影响。目前,在一个直接受到气候变化影响的地区,自然退化、基础设施和社会系统之间的联系还没有被很好地理解,但影响肯定是可以感觉到的。

“在阿拉斯加,冰层曾经厚到人们可以开车穿过,”肖说。现在情况已经不同了。人们掉进了冰里,再也没有找到。居住在那里的人们,他们的家园随着海岸的侵蚀而沉入大海。他们的生活方式正在消失。”

受影响最严重的社区居民可以搬迁,但肖表示,他们失去的远不止财产。

“这不仅仅是体力活动的成本,”肖说。“他们正在失去数千年的传统和文化。他们不仅失去了房屋,还失去了家园和家人。”

肖最近还获得了美国国家科学基金会的另一笔180万美元的资助,担任联合首席研究员。该基金由阿拉斯加费尔班克斯大学的本杰明·琼斯领导。他们将共同建立一个国际网络,使北极沿海社区能够就与永久冻土持续退化有关的科学、工程和社会问题的基本知识差距交换信息。

肖说,气候变暖的实际代价不仅限于北极,最终,每个人都会感受到北极融化的影响。

肖说:“据预测,80年后北极将是一个潮湿、严酷的地方。”“与此同时,由于极地地区的冰融化,海平面将继续上升,这将极大地改变世界各地的沿海城市——纽约和佛罗里达。”

目前,一个领域最受影响的是北极Utqiaġvik沿海城市,以前被称为巴罗。它是美国最北的城市,也是世界上最北的城市之一。该市目前正在使用沙袋来加固海岸,这带来了意想不到的后果。

“大海是残酷的,”肖说。“海浪很强大,而且它们含有松散的冰块。他们猛击袋子并撕碎它们,这就否定了他们的防御能力。然后碎片最终会进入海水。”

在未来的五年里,研究人员将把这些模型结合起来,提供关于持续的气候变化将如何影响海岸侵蚀、基础设施和社会系统的精确数据。

肖说:“我们希望这种模式能对决策产生真正的影响,以防止进一步的破坏。”

  • White bags line an eroded coastline, with buildings in the background. Ripped bags trail across the beach into the ocean. 北极社区用沙袋加固了受到侵蚀的海岸线,但收效甚微。充满大块冰块的大海撕开了塑料袋,把塑料垃圾扔在岸边。图片:路易斯·法克哈森,阿拉斯加费尔班克斯大学

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