衛星海岸沉降地圖 面臨嚴謹檢視
Satellite maps of sinking coastlines come under scrutiny
5 JUN 2026 9:12 AM ETBYPAUL VOOSEN
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沿著許多海岸線，地面沉降正加劇海平面上升的影響。但根據兩項針對美國墨西哥灣沿岸沉降研究的比較，衛星雷達——這項用於識別快速沉降脆弱海岸線的常用工具——可能誤導科學家。這項今日發表於《地球觀測》期刊的分析指出，兩項研究對哪些區域正在沉降得出了截然不同的結論。
這些差異引發了對全球三角洲及沿海城市附近近期報告中驚人快速沉降現象的質疑。Tulane 大學地質學家、新研究共同作者托恩克維斯特指出，問題在植被覆蓋區尤為嚴重，現有雷達衛星難以精確測量植物下方的地面。「我們真的確切知道正在做什麼嗎？」
GFZ 亥姆霍茲地學研究中心雷達感測專家莫塔格表示，這項研究也凸顯期刊審稿人需嚴格質疑沉降數據的產製方法。「這引發了對同儕審查流程穩健性的質疑。」
沿海地區的未來不僅取決於海平面上升速度，也取決於陸地沉降速率。沉降可能由抽取地下水、石油鑽探造成，也可能源於沉積物壓縮等細微自然過程，以及地下深處岩石因古代冰蓋消失而緩慢調整所導致的土地下沉。傳統沉降估計多依賴基點式測量，例如 GPS 測站或表面高程表——這些錨固於基岩深處的基準點，能追蹤土壤高程變化。
近年來，研究者逐漸轉向一種稱為干涉合成孔徑雷達（InSAR）的衛星技術。透過向地球發射微波脈衝並測量回波相位的微妙變化，InSAR 能探測廣大地域上毫米級的高程變化。德克薩斯大學奧斯汀分校 InSAR 專家、新論文共同作者陳靜怡指出，該方法在地表特徵觀測間變化不大處效果最佳——例如城市區、沙漠及冰蓋，因它需依賴穩定反射體追蹤運動。
茂密植被景觀對現有雷達衛星構成挑戰，源於植物生長與季節變化。例如，InSAR 主要數據來源之一——歐洲太空總署的 Sentinel-1 衛星群——依賴短波長，難以穿透樹木與灌木叢。哥倫比亞大學遙測科學家沈琳表示，在 NASA 資助的美國沉降 InSAR 數據庫中，廣大沿海區域因數據品質疑慮而被標黑。「當你應用此品質閾值，」她說，「在困難區域可能無法傳回數據。」
這並未阻止部分研究者將 InSAR 推廣至愈發艱困的地形。例如今年一月，維吉尼亞理工學院地球物理學家什爾扎伊率領的團隊在《自然》發表研究，警告全球多處河口三角洲的沉降速度已超過海平面上升。其他團隊也公布類似引人注目的結果，包括 2024 年發表於《科學》的一項分析指出，中國 82 座最大城市近半正經歷中度至嚴重沉降。「這些研究提出巨大主張，並獲得了大量媒體關注。」托恩克維斯特表示。
2024 年，什爾扎伊團隊發表了關於美國沿海城市（含墨西哥灣沿岸）沉降的《自然》研究。同年，陳靜怡及其同僚在《地球物理研究期刊：地表》發表類似分析。托恩克維斯特指導的研究生李冠東決定逐像素比對兩張地圖。在建築物提供可靠雷達反射的密集城區外，一致性出乎意料地差。三分之一像素的表面高程變化差異超過每年 3 毫米——大致相當於沉降信號本身強度。陳靜怡表示，結果導致兩張地圖標示沉降區域完全迥異。
托恩克維斯特與李冠東邀請陳靜怡及什爾扎伊共同參與新研究，但托恩克維斯特表示，什爾扎伊在投稿前夕要求撤下作者身分。（《科學》雜誌多次試圖聯繫什爾扎伊置評未獲回應。）
研究者指出，墨西哥灣的對比並非孤例。「我見到的一些 InSAR 數據，實在難以置信。」路易斯安那州立大學地質學家威爾森表示。什爾扎伊團隊早前對美國大西洋沿岸沉降的研究發現，南卡羅來納州部分地區沉降速率是地面技術測量值的兩倍，南卡羅來納州地質調查局首席地質學家多爾表示。而在加州，一項 InSAR 研究將舊金山半島描繪為沉降區，但五年後另一項分析卻發現該區域基本穩定。
東盎格利亞大學氣候科學家、常與什爾扎伊合著論文的尼科爾斯表示，這項新分析應促使 InSAR 研究者比對常被視為黑箱的處理方法。「此中不確定性比表面所見更深。」他也認為，標題結果應更謙遜。「人們有時會過度宣傳，我們都難辭其咎。」
新技術有助解決問題。去年發射的美國國家航空暨太空總署－印度太空研究組織合成孔徑雷達衛星，運行波長更長，能穿透植被覆蓋。但累積測量仍需時間。托恩克維斯特強調，目前決策者或氣候評估不應將 InSAR 推導的海岸沉降地圖視作絕對標準。「我們完全還沒準備好。那將釀成大災難。」