摘要
确定相对海平面(海面相对地壳的高度)历史趋势的原因是预测未来变化的先决条件。在过去的一个世纪里，沿美国东海岸(美国东海岸)的变化速率在空间上是可变的，沿大西洋中部海湾的相对海平面上升速度比沿南大西洋海湾和缅因湾快。过去的研究表明，地球对上次冰川消退的持续反应1，2，3.，4，5即冰和水的表面再分配5，6，7，8，9以及海洋环流的变化9，10，11，12，13在很大程度上促成了这种大规模的空间格局。这里我们分析仪器数据14，15以及代理重构4，12使用概率方法16，17，18表明地壳垂直运动对1900-2017年美国东海岸相对海平面趋势的区域空间差异起主导控制作用，解释了大部分大尺度空间差异。在北卡罗莱纳州、马里兰州和弗吉尼亚州附近，与上次冰川消退有关的外围前隆起的持续松弛引起的海岸下沉速度最强。这样的结构表明，地球的弹性岩石圈比其他模型所假设的要厚19，20.，21，22．我们还发现这一时期相对海平面趋势存在显著的沿海梯度，这与冰川消退无关，并表明20世纪冰和水的再分配起到了作用。我们的研究结果表明，美国东海岸相对海平面上升长期速率的大部分大规模空间变化是由于地质过程将以类似的速率持续几个世纪。
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数据可用性
支持本研究结果的潮汐计及GPS数据，可从平均海平面永久测量服务(http://www.psmsl.org/)和Système d’observation du Niveau des Eaux Littorales (http://www.sonel.org/),分别。代理重构可从已发布的数据库获得4，12并包含在模型代码中(参见“代码可用性”部分)。用于生成本研究结果的GIA模型预测包含在模型代码中(参见“代码可用性”部分)。使用MATLAB中的映射工具箱生成显示项中的地图。
参考文献
Gornitz, V. & Seeber, L.沿北美东海岸的垂直地壳运动，从历史和全新世晚期海平面数据。构造物理学178， 127-150(1990)。
彭志强，张志刚，张志刚。冰川均衡调整对潮汐计测量长期海平面变化的影响。j .地球物理学。Res．96(b4)， 6779-6796(1991)。
北美东部冰川均衡调整与异常潮计记录。自然379， 331-333(1996)。
恩格尔哈特，S. E.和霍顿，B. P.美国大西洋海岸全新世海平面数据库。皮疹。科学。牧师．54， 12-25(2012)。
美国大西洋中部海平面加速热点是否反映了海洋的动态变化?地球物理学。卷．40， 3981-3985(2013)。
米勒，K. G.，柯普，R. E.，霍顿，B. P.，布朗宁，J. V. &肯普，A. C.美国大西洋中部海岸海平面上升及其影响的地质观点。地球。砰的一声．1， 3-18(2013)。
Karegar, m.a.， Dixon, t.h. & Engelhart, s.e.北美大西洋沿岸的下沉:来自GPS和全新世晚期相对海平面数据的见解。地球物理学。卷．43， 3126-3133(2016)。
Karegar, m.a.， T. H. Dixon, R. Malservisi, J. Kusche， & S. E. Engelhart。有害洪水和相对海平面上升:现今陆地运动的重要性。科学。代表．7， 1197(2017)。
恩格尔哈特，S. E.，霍顿，B. P.，道格拉斯，B. C.， Peltier, W. R. & Törnqvist, T. E. 20世纪全新世晚期美国大西洋沿岸海平面上升的空间变异。地质37， 1115-1118(2009)。
全球海平面上升。j .地球物理学。Res．96(c4)， 6981-6992(1991)。
尹，J. &戈达德，p.b.海洋控制海平面上升模式沿美国东海岸。地球物理学。卷．40， 5514-5520(2013)。
坎普，a.c.等人。全新世晚期美国东南大西洋海岸的海平面和陆地高度变化。3月地质师．357， 90-100(2014)。
Wake, L.， Milne, G. & Leuliette, E. 20世纪沿美国东部的海平面变化:揭示空间变化、格陵兰冰盖质量平衡和晚更新世冰川负荷的贡献。地球的星球。科学。列托语．250， 572-580(2006)。
霍尔盖特，S. J.等。平均海平面永久服务的新数据系统和产品。j .海岸。Res．29， 493-504(2013)。
Santamaría-Gómez, A.等。垂直陆地运动误差引起的20世纪海平面上升的不确定性。地球的星球。科学。列托语．473， 24-32(2017)。
廷利，M. P. & Huybers, P.最近北纬高纬度地区的极端温度在过去600年里是前所未有的。自然496， 201-205(2013)。
皮丘奇，C. G.， Huybers, P. & Tingley, m.p.从潮汐计数据推断海平面变化的全贝叶斯方法和经验贝叶斯方法的比较。j .地球物理学。海洋》122， 2243-2258(2017)。
克雷西，N. &威克尔，C. K。时空数据统计“，1-588 (John Wiley & Sons, 2011)。
全球冰川均衡和冰期地球表面:ICE-5G (VM2)模型和GRACE。为基础。地球行星。Sci．32， 111-149(2004)。
Peltier, W. R.， Argus, D. F. & Drummond, R.空间测地学约束冰期末端消冰:全球ice - 6g_c (VM5a)模型。j .地球物理学。固体地球120， 450-487(2015)。
Lambeck, K.， Rouby, H.， Purcell, A.， Sun, Y. & Sambridge, M.从末次冰期至全新世海平面和全球冰量。国家科学院学报美国111， 15296-15303(2014)。
爱你的r等人。冰川均衡调整对沿大西洋和北美海湾海岸海平面变化预测的贡献。地球。砰的一声．4， 440-464(2016)。
海，C. C.，莫罗，E.，柯普，R. E.和米特罗维察，J. X.二十世纪海平面上升的概率再分析。自然517， 481-484(2015)。
Uchupi, E. & Aubrey, D. G.在北美边缘和相对海平面怀疑地体。j .地质师．96， 79-90(1988)。
Wöppelmann, G. & Marcos, M.垂直陆地运动是理解海平面变化和变化的关键。启“．54， 64-92(2016)。
Creveling J. R, Mitrovica, J. X, Clark, p.u, Waelbroeck, C. & Pico, T.预测海洋同位素阶段5a和5c期间全球平均海平面峰值的边界。皮疹。科学。牧师．163， 193-208(2017)。
柯普，R. E.等。21世纪和22世纪全球测潮网海平面的概率预测。地球。砰的一声．2， 383-406(2014)。
Hamlington, B. D.等人。20世纪海平面上升空间变异的观测驱动估计。j .地球物理学。海洋》123， 2129-2140(2018)。
拉姆斯托夫，S.等。反常的二十世纪大西洋环流减缓。Nat,爬。常．5， 475-480(2015)。
Caesar, L.， Rahmstorf, S.， Robinson, A.， Feulner, G. & Saba, V.观测到大西洋减弱翻转环流的指纹。自然556， 191-196(2018)。
索纳利，D. J. R.等。反常弱的拉布拉多海对流和大西洋翻转在过去150年。自然556， 227-230(2018)。
麦卡锡，g.d.，黑格，i.d.，赫斯奇，j.j. m。，Grist, J. P. & Smeed, D. A. Ocean impact on decadal Atlantic climate variability revealed by sea-level observations.自然521， 508-510(2015)。
平均海平面永久测量服务潮汐计数据http://www.psmsl.org/data/obtaining/(PSMSL, 2018)。
Altamimi, Z.， Collilieux, X. & Métivier, L. ITRF2008:国际地面参考系的改进解。j .大地测量学．85， 457-473(2011)。
恩格尔哈特，s.e.，霍顿，b.p.和肯普，a.c.全新世海平面沿美国大西洋海岸的变化。海洋学24， 70-79(2011)。
鲍明生，杨晓明，杨晓明，杨晓明，杨晓明，Araújo，杨晓明，杨晓明。时间相关噪声对海平面速率和加速度不确定性的影响。地球物理学。j . Int．196， 1423-1430(2014)。
班纳吉，S.，卡林，B. P. &盖尔凡德，A. E.。空间数据的层次建模与分析1-448(查普曼和霍尔，博卡拉顿，2004)。
伍德沃斯，P. L.，莫拉莱斯·马奎达，M. A.，罗塞诺夫，V. M.，威廉姆斯，R. G. &休斯，C. W.沿美国东北大西洋海岸的平均海平面变化及风和翻转环流的作用。j .地球物理学。海洋》119， 8916-8935(2014)。
汤普生，P. R. &米彻姆，G. T.北大西洋西部边界的连贯海平面变化。j .地球物理学。海洋》119， 5676-5689(2014)。
皮切奇，C. G.，丹根多夫，S.，庞特，R. M.和马科斯，M.北美东北海岸海平面的年度变化:局地风和正压运动的影响。j .爬．29， 4801-4816(2016)。
Santamaría-Gómez, A. & Mémin, A.年际地表荷载变形引起的大地长期速度误差。地球物理学。j . Int．202， 763-767(2015)。
格尔曼，A.，卡林，J. B.，斯特恩，H. S.和鲁宾，D. B.。贝叶斯数据分析第二版，1-668(查普曼和霍尔，博卡拉顿，2004年)。
基于模型的地质统计中的不一致估计和渐近相等插值。j。统计协会。．99， 250-261(2004)。
廷利，M. P. & Huybers, P.一个贝叶斯算法在空间和时间上重建气候异常。第一部分:古气候重建问题的发展与应用。j .爬．23， 2759-2781(2010)。
曼夏特，E.克雷格里，P. F. &廷利，M. P.北美树轮密度系列极值行为的统计建模。爬。改变117， 843-858(2013)。
田尔尼，J. E. &廷利，M. P. A贝叶斯，空间变化校准模型的TEX86代理。Geochim。Cosmochim。学报127， 83-106(2014)。
沃纳，j.p.和廷利，m.p.技术说明:概率约束代理年龄深度模型在贝叶斯层次重建模型。爬。过去的11， 533-545(2015)。
确认
资金来自伍兹霍尔海洋研究所的科学投资基金;哈佛大学和来自美国国家科学基金会的1558939、1558966和1458921奖，以及来自美国国家航空航天局的NNH16CT01C、NNX17AE17G和80NSSC17K0698奖。我们确认与S. Adhikari, B.D. Hamlington, F.W. Landerer, S.J. Lentz和P.R. Thompson的对话。
审核人信息
自然感谢M. King, R. Rietbroek和其他匿名审稿人对本工作的同行评审所作的贡献。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
cgp和P.H.共同构思了这项研究。cgp、P.H.和M.P.T.建立了模型框架。C.C.H.和J.X.M.提供了GIA模型解决方案。A.C.K.提供了海平面指数点。cgp进行了分析，并根据所有作者的输入撰写了手稿。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有利益竞争。
额外的信息
出版商的注意:施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。
扩展的数据图形和表格
扩展数据图1研究区域。
美国东海岸和各个沿海州的地图。两颗白星表示科德角(北)和哈特拉斯角(南)，划分了三个研究区域:缅因湾、中大西洋湾和南大西洋湾。
权利和权限
关于本文
引用本文
皮丘奇，c.g.，惠伯斯，P.，海，C.C.et al。1900-2017年美国东海岸海平面趋势空间变化的起源自然564， 400-404(2018)。https://doi.org/10.1038/s41586-018-0787-6
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DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-018-0787-6
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