当海浪上升和下降时，它们对下面的海底施加力量并产生地震波。这些地震波是如此强大和广泛，以至于它们在地震仪上显示为稳定的线状，地震仪也是用来监测和研究地震的仪器。
近几十年来，这种波浪信号变得越来越强烈，反映出越来越多的暴风雨和更高的海浪。
在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上发表的一项新研究中，我和同事们追踪了过去40年来全球范围内的这种增长。这些全球数据，以及其他海洋、卫星和区域地震研究表明，波浪能量在过去几十年里不断增加，与全球气温上升导致的风暴增多相吻合。
地震学和海浪有什么关系
全球地震仪网络最著名的是监测和研究地震，并使科学家能够创建地球深层内部的图像。
这些高度灵敏的仪器连续记录了各种各样的自然和人为地震现象，包括火山爆发、核爆炸和其他爆炸、流星撞击、山体滑坡和冰川地震。它们还从风、水和人类活动中捕捉持续的地震信号。例如，在冠状病毒大流行期间，由于世界各地采取了封锁措施，地震仪网络观察到全球人为地震噪音趋于平静。
然而，全球范围内最普遍的地震背景信号是由风暴驱动的海浪产生的不间断的脉冲，被称为全球微震。
两种地震信号
海浪以两种不同的方式产生微地震信号。
两者中能量最大的是次级微震，周期在8到14秒之间。当海浪从不同的方向穿过海洋时，它们会相互干扰，造成海底压力的变化。然而，干扰波并不总是存在，所以从这个意义上说，它并不是整个海浪活动的完美代表。
海浪产生全球地震信号的第二种方式被称为初级微震过程。这些信号是由行进的海浪直接推动和拉动海底引起的。由于波浪中的水运动随着深度而迅速下降，这种情况发生在水深小于1000英尺(约300米)的地区。在地震资料中，初级微震信号是一种稳定的嗡嗡声，周期在14到20秒之间。
震动的行星告诉了我们什么
在我们的研究中，我们估计和分析了20世纪80年代末以来世界上52个具有长期连续记录历史的地震仪站点的初级微地震强度。
我们发现，在过去的几十年里，这些站点中有41个(79%)表现出高度显著和渐进的能量增长。
结果表明，自20世纪末以来，全球平均海浪能以每年0.27%的中位数增长。然而，自2000年以来，全球平均增长率以每年0.35%的速度上升。
我们发现，在南极半岛附近风暴非常大的南大洋地区，微震能量最大。但这些结果表明，与历史水平相比，近几十年来北大西洋海浪的加剧速度最快。这与最近的研究一致，该研究表明北大西洋风暴强度和沿海灾害正在增加。2023年11月席卷欧洲、带来巨浪和飓风强度的风暴Ciarán就是一个破纪录的例子。
长达数十年的微震记录也显示了北半球和南半球之间强烈冬季风暴的季节性波动。它捕获了南极海冰的增长和缩小对海浪的抑制作用，以及与El Niño和La Niña周期相关的多年高点和低点，以及它们对海浪和风暴的长期影响。
总之，这些和其他最近的地震研究补充了气候和海洋研究的结果，这些研究表明，随着气候变暖，风暴和海浪正在加剧。
海岸警告
近几十年来，海洋吸收了大约90%与人类活动造成的温室气体排放增加有关的多余热量。多余的能量可以转化为更具破坏性的海浪和更强大的风暴。
我们的研究结果为沿海社区提供了另一个警告，在那里，海浪高度的增加可能会冲击海岸线，破坏基础设施并侵蚀土地。由于气候变化和下沉，海平面持续上升，海浪能量增加的影响进一步加剧。他们还强调了减缓气候变化和在沿海基础设施和环境保护战略中建立适应能力的重要性。
理查德·C·阿斯特是一名地震学家，科罗拉多州立大学地球物理学教授和地球科学系系主任。
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