非海洋力对巴西海岸平均海平面的影响：双变量与多变量方法

为何海平面不仅仅是海洋在上升

生活在海岸附近的人经常听到由冰川融化和海洋变暖驱动的全球海平面上升的报道。但在任何特定的港口，情况都更为复杂。陆地本身会上升或下沉，降雨会使河流水位上涨，气温也会微妙地改变海面。本研究考察了巴西海岸沿线的七个地点，以厘清这些非海洋因素如何与海洋共同作用，塑造港口、城市和沿海社区每天实际经历的水位。

将海岸视为一个相互关联的系统

研究人员从一个简单但有力的想法出发：潮位计在海岸测得的不仅是海洋，而是海洋加上陆地和局部气候的变化。为全面捕捉这一图景，他们检验了来自巴西潮位计、邻近气象站和跟踪地壳缓慢垂直运动的卫星定位系统的长期记录（长达二十年）。他们没有把这些当成孤立的数据集来处理，而是联合分析，研究地面高度、降雨和气温变化如何在日、月、年不同尺度上与平均海平面的波动相关联。

跨越多重时间尺度追踪模式

海平面和气候在多种节律上波动——从每日潮汐到季节循环以及与气候变化相关的长期趋势。标准的相关工具常常漏掉这些分层的模式，特别是当数据随时间游走而非围绕固定均值波动时。为克服这一点，团队使用了专门技术来剔除长期漂移，然后测量变量在不同时间尺度上共同运动的强度。他们还通过在时间序列上滑动30天窗口计算了一种熵的形式——衡量潮位记录在每个站点上是多么可预测或混沌。这使他们不仅能比较海平面高低，还能比较其波动的有序性或复杂性。

地面运动、降雨与热量：谁更重要？

分析显示，卫星定位捕捉到的缓慢垂直地面运动与平均海平面之间呈现出最清晰、最稳定的联系。在萨尔瓦多和桑塔纳，海平面记录与地面运动呈强烈负相关：当地面下沉时，潮位计处的海平面似乎上升，即使公海未必发生同等变化。这表明地面下沉可能夸大海平面上升的印象，这对风险评估和海岸防护设计至关重要。气温在某些站点也发挥了持续作用，特别是在阿拉亚尔-杜-卡博和贝伦，较暖的条件与较高的海平面有关，符合暖水膨胀占据更多空间的预期。相比之下，降雨的关联较弱且更不稳定，可能因为其影响高度依赖于当地的河流系统、海岸形态以及陆地上水的蓄存或释放方式。

当多种力共同作用时

为观察这三种因素如何共同塑造海平面，作者采用了一种多变量度量，捕捉它们在不同时间尺度上的联合影响。对大多数观测站而言，联合效应在较长时间尺度（季节到年度）上更强——这表明下沉累计、气候驱动的变暖和水文变化的累积效应才是长期沿海规划真正需要关注的因素。萨尔瓦多和桑塔纳再次显著突出，联合相关性特别高，指向地面下沉与气候变化的强烈混合作用。通过滑动窗口随时间查看，发现这些关系并非固定：在某些时刻，例如2021年福塔莱萨发生的一次极端事件中，地面运动、气温与降雨对海平面的联合影响出现尖峰，可能反映了暴雨、高温与异常海洋条件等复合事件同时发生。

这对人类与海岸意味着什么

对外行人来说，关键的信息是：码头处所见的海平面并非全球变暖的简单温度计。它是相互作用过程的产物：地面的缓慢下沉或上升、海洋中热量的积累方式以及陆地降雨模式的变化。本研究表明，正确解释海平面趋势——尤其是在像巴西这样地域广阔且多样的国家——需要同时追踪所有这些影响，并关注它们在不同时间尺度上的演变。通过这样做，规划者和决策者可以更好地区分真正由海洋驱动的变化与与陆地相关的效应，提升未来沿海风险的预测精度，并在气候变化背景下为更具韧性的港口、城市和基础设施设计提供依据。

引用: Junior, N.S.R., Guedes, E.F., de Castro, A.P.N. et al. The influence of non-oceanic forces on the mean sea level of the Brazilian coast: a bivariate and multivariate approach. Sci Rep 16, 8850 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39554-9

关键词: 海平面, 巴西海岸, 地面下沉, 气候变率, 潮位计