Όταν αναρωτιέστε ποια είναι τα μεγαλύτερα αναπάντητα επιστημονικά ερωτήματα, "πώς άλλαξε η στάθμη της θάλασσας τα τελευταία 100 χρόνια;" είναι απίθανο να εμφανίζεται στην κορυφή της λίστας σας. Τελικά, δεν το έχουμε καταλάβει ήδη; Αποδεικνύεται ότι η απόκτηση μιας πλήρους εικόνας για το πώς αλλάζουν οι ωκεανοί μας δεν είναι μια απλή εργασία, αλλά είναι ζωτικής σημασίας για την πραγματοποίηση μελλοντικών προβολών.
Σε ένα έγγραφο που δημοσιεύθηκε στο Φύση αυτή την εβδομάδα, η ερευνητική μου ομάδα ανέπτυξε ένα πιο ακριβές μέτρο για τη μέτρηση της αύξησης της στάθμης της θάλασσας, προσφέροντας ενδείξεις για μια απόκλιση με την οποία οι επιστήμονες αντιμετωπίζουν εδώ και χρόνια και ενδεχομένως μια εικόνα για τις μελλοντικές προβλέψεις για την άνοδο της στάθμης της θάλασσας.
Οι παρατηρήσεις στο επίπεδο της θάλασσας κατά τον 20ό αιώνα προέρχονται από αρχεία παλίρροιας, τα οποία, στην απλούστερη μορφή τους, είναι ουσιαστικά κριτήρια που συνδέονται με τις ακτές σε όλο τον κόσμο. Η παγκόσμια κάλυψη αυτών των μετρήσεων είναι περιορισμένη, ιδιαίτερα στις αρχές του 20ού αιώνα και στο νότιο ημισφαίριο. Επιπλέον, ακόμη και τα πιο πλήρη αρχεία μπορούν να περιλαμβάνουν σημαντικά χρονικά κενά. Το ημιτελές αυτών των αρχείων καθιστά πολύ δύσκολη την εκτίμηση της μέσης παγκόσμιας στάθμης της θάλασσας.
Η τελευταία έκθεση της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC) περιελάμβανε δύο διαφορετικές εκτιμήσεις για την παγκόσμια αύξηση της στάθμης της θάλασσας κατά τον 20ό αιώνα. Η πρώτη εκτίμηση προήλθε από μια σειρά προηγουμένως δημοσιευμένων μελετών που ανέλυσαν άμεσα τις παρατηρήσεις του παλιρροιακού μετρητή. Ο συντελεστής 1901-1990 που λαμβάνεται χρησιμοποιώντας αυτές τις προσεγγίσεις κυμαίνεται από 1.5 έως 2 χιλιοστά ετησίως.
Η δεύτερη εκτίμηση υπολογίστηκε με την προσθήκη εκτιμήσεων από μεμονωμένες πηγές, όπως το λιώσιμο νερού από πάγο στη στεριά και η διαστολή του ωκεανού. Αυτή η προσέγγιση «από πάνω προς τα πάνω» παρήγαγε χαμηλότερο ποσοστό 1 έως 1.2 χιλιοστών ετησίως κατά την ίδια χρονική περίοδο.
Ανάλυση των δακτυλικών αποτυπωμάτων
Η εξήγηση της διαφοράς μεταξύ αυτών των δύο διαφορετικών εκτιμήσεων ήταν ένα πιεστικό ζήτημα στην κοινότητα της στάθμης της θάλασσας. Οι περισσότεροι επιστήμονες πιστεύουν ότι η υψηλότερη εκτίμηση προέρχεται από τα αρχεία παλίρροιας, αλλά αμφισβήτησαν τη χαμηλότερη εκτίμηση "από κάτω προς τα πάνω".
Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι οι εκτιμήσεις της τήξης της Γροιλανδίας και της Ανταρκτικής κατά τη διάρκεια του αιώνα μπορεί να είχαν υποτιμηθεί. Οι μετρήσεις των ισοζυγίων μάζας φύλλων πάγου προέρχονται παραδοσιακά από επίγειες μετρήσεις και δορυφορικές παρατηρήσεις. Ωστόσο, αυτές οι παρατηρήσεις είναι επίσης πολύ περιορισμένες.
Τότε αρχίσαμε να αναρωτιόμαστε αν ήταν δυνατόν ή όχι να χρησιμοποιήσουμε παρατηρήσεις στο επίπεδο της θάλασσας για να προσπαθήσουμε να εκτιμήσουμε πόσο λιώνουν τα μεμονωμένα φύλλα πάγου και οι παγετώνες. Θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε παρατηρήσεις παλίρροιας κατά τον 20ό αιώνα για να συμπεράνουμε πώς συνδυάζονται οι ατομικές συνεισφορές για την παγκόσμια αύξηση της στάθμης της θάλασσας;
Η αντιμετώπιση αυτής της ερώτησης αποδείχθηκε πολύ πιο δύσκολη από ό, τι νομίζαμε αρχικά. Η φυσική που μας επιτρέπει να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα καταλήγει στο να κατανοήσουμε γιατί η στάθμη της θάλασσας σε έναν μετρητή παλίρροιας είναι διαφορετική από την στάθμη της θάλασσας σε άλλη.
Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που επηρεάζουν τις τοπικές μετρήσεις της στάθμης της θάλασσας. Αυτές περιλαμβάνουν συνεχείς επιπτώσεις λόγω της τελευταίας εποχής των παγετώνων, θέρμανση και επέκταση των ωκεανών λόγω της υπερθέρμανσης του πλανήτη, αλλαγές στην κυκλοφορία των ωκεανών και τη σημερινή τήξη του πάγου της ξηράς.
NASA Goddard Space and Flight Center, CC Όλες αυτές οι διαδικασίες παράγουν μοναδικά μοτίβα ή «δακτυλικά αποτυπώματα» αλλαγής στο επίπεδο της θάλασσας που μπορούμε να μοντελοποιήσουμε και να προβλέψουμε. Ο στόχος μας ήταν να συμπεράνουμε τις μεμονωμένες συνεισφορές στην στάθμη της θάλασσας, αναζητώντας αυτά τα δακτυλικά αποτυπώματα στις εγγραφές παλίρροιας. Αυτός ο τύπος ανάλυσης «δακτυλικών αποτυπωμάτων» είχε εφαρμοστεί σε αρχεία παλαιού επιπέδου θάλασσας, αλλά κανείς δεν είχε προσπαθήσει να αναζητήσει αυτά τα προβλεπόμενα πρότυπα σε παρατηρήσεις στο επίπεδο της θάλασσας του 20ού αιώνα.
Η ανάπτυξη ενός τρόπου αποτύπωσης των σύγχρονων αρχείων στάθμης της θάλασσας περιελάμβανε ανάλυση δεδομένων και στατιστικές τεχνικές που είναι κοινές σε άλλους τομείς όπως η μηχανική, η οικονομία και η μετεωρολογία. Συγκεντρώσαμε αυτές τις τεχνικές και τις εφαρμόσαμε, για πρώτη φορά, στο πεδίο της έρευνας στο επίπεδο της θάλασσας.
Ουσιαστικά, η μέθοδος μας εξάγει συνολικές πληροφορίες από τις περιορισμένες τοπικές παρατηρήσεις. Μόλις αρχίσαμε να εφαρμόζουμε τη στατιστική μας προσέγγιση στα αρχεία παλίρροιας, συνειδητοποιήσαμε ότι θα μπορούσαμε να προσθέσουμε όλες τις εκτιμώμενες ατομικές συνεισφορές μας για να δημιουργήσουμε μια καταγραφή της παγκόσμιας μέσης αλλαγής της στάθμης της θάλασσας με την πάροδο του χρόνου. Υποθέσαμε ότι η εκτίμησή μας θα συμφωνούσε με τα προηγούμενα δημοσιευμένα αποτελέσματα, αλλά αυτό που διαπιστώσαμε ήταν στην πραγματικότητα αρκετά διαφορετικό.
Τα αποτελέσματα της ανάλυσής μας δείχνουν ότι η προηγούμενη εκτίμηση για το 1901-1990 ήταν πολύ υψηλή. Υπολογίζουμε ένα ποσοστό αύξησης της στάθμης της θάλασσας 1901-1990 1.2 χιλιοστά ετησίως, από 1.5 χιλιοστά ετησίως. Στην πραγματικότητα, η χαμηλότερη εκτίμησή μας συμφωνεί με την προσέγγιση "από κάτω προς τα πάνω" που παρουσιάζεται στην IPCC. Κλείνει το κενό "προϋπολογισμός για το επίπεδο της θάλασσας" εξαλείφοντας τη διαφορά μεταξύ των δύο διαφορετικών τύπων μετρήσεων.
Ενώ αυτό μπορεί αρχικά να φαίνεται θετικό αποτέλεσμα - ότι η άνοδος της στάθμης της θάλασσας ήταν πιο αργή τον περασμένο αιώνα - δεν είναι απαραίτητα. Όταν εξετάζουμε την άνοδο της στάθμης της θάλασσας τις τελευταίες δεκαετίες, διαπιστώνουμε ότι ο ρυθμός των 1993 χιλιοστών ανά έτος 2010-3 συμφωνεί με τα προηγούμενα δημοσιευμένα αποτελέσματα. Χρησιμοποιώντας το μοντέλο μας, αυτό σημαίνει ότι ο ρυθμός αύξησης της στάθμης της θάλασσας σε παγκόσμιο επίπεδο δεν αυξήθηκε κατά δύο (τρεις διαιρούμενοι 1.5 χιλιοστά ετησίως) αλλά μάλλον κατά έναν συντελεστή 2.5 (τρεις διαιρούμενοι με 1.2 χιλιοστά το χρόνο).
Αυτό σημαίνει ότι το ποσοστό της παγκόσμιας αύξησης της στάθμης της θάλασσας είναι 25% υψηλότερο τις τελευταίες δεκαετίες-σημαντική αύξηση. Και αυτή η αναθεώρηση μπορεί να επηρεάσει τις προβλέψεις για μελλοντική άνοδο της στάθμης της θάλασσας.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία
Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Σχετικά με το Συγγραφέας
Η Carling Hay εντάχθηκε στην ομάδα Mitrovica στο Τμήμα Γης και Πλανητικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ το καλοκαίρι του 2012, αφού έλαβε το διδακτορικό της. στη φυσική από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο. Ένας από τους κύριους στόχους της εργασίας του Carling είναι να απαντήσει στο σημαντικό κλιματολογικό ερώτημα: ποιοι είναι οι διάφοροι συντελεστές στις παρατηρούμενες αλλαγές στην στάθμη της θάλασσας; Η έρευνά της επικεντρώνεται στη χρήση στατιστικών τεχνικών για την καλύτερη κατανόηση της παγκόσμιας μέσης στάθμης της θάλασσας κατά τις τρέχουσες και προηγούμενες θερμές περιόδους και στην ανάπτυξη των απαραίτητων εργαλείων για την εξαγωγή πληροφοριών πηγής από ιστορικά αρχεία της στάθμης της θάλασσας.
