Waar natuurlijke klimaatpatronen hete plekken creëren met een snelle zeespiegelstijging

Waar natuurlijke klimaatpatronen hete plekken creëren met een snelle zeespiegelstijging
Zonnige dag vloed hinderlijke overstroming in Miami Florida van de binnenstad. Het ochtend hoogtij op oktober 17, 2016.
Foto: Wikimedia

Voor Amerikanen die langs de kusten van het oosten en de Golf van Mexico leven, het einde van de 2017 Atlantisch orkaanseizoen op nov. 30 was een opluchting. Dit jaar hebben voorspellers 17 met de naam stormen opgenomen, waarvan 10 orkanen werden. Zes daarvan waren grote orkanen (Categorie 3 of sterker) en drie landde aan land: Harvey in Texas, Irma in het Caribisch gebied en Florida, en Maria in het Caribisch gebied en Puerto Rico. Het was het meest kostbare seizoen ooit, het toebrengt meer dan US $ 200 miljard aan schade.

Veel wetenschappers hebben bewijs gevonden dat klimaatverandering de impact van orkanen versterkt. Bijvoorbeeld meerdere studies net gepubliceerd in december concludeert 2017 dat door de mens veroorzaakte klimaatverandering regenval tijdens de orkaan Harvey intensiever heeft gemaakt. Maar klimaatverandering is niet de enige factor die orkanen meer schade berokkent.

In een studie we zijn co-auteur van onze collega Jon Martin, we hebben aangetoond dat twee convergerende natuurlijke klimaatprocessen een "hot spot" creëerden van Cape Hatteras, North Carolina naar Miami, waar de zeespiegel zes keer sneller steeg dan het wereldwijde gemiddelde tussen 2011 en 2015. We hebben ook laten zien dat dergelijke hotspots zich de afgelopen eeuw op andere punten langs de oostkust hebben voorgedaan. Nu zien we aanwijzingen dat iemand zich ontwikkelt in Texas en Louisiana, waar het waarschijnlijk de overstroming tijdens Harvey versterkte en toekomstige kuststormen schadelijker kon maken.

jaarlijkse overstromingenBijna elke gemeten locatie heeft sinds de 1950s een toename van kustoverstromingen ervaren. De snelheid versnelt op veel locaties langs de oostkust en de Golfkust. USEPA

Een zoutgehalte-puzzel oplossen

Ons werk begon toen Jon Martin een van ons (Arnoldo) saliniteitsgegevens liet zien van water dat gevangen zat tussen sedimenten langs de vloer van de Indian River Lagoon in het oosten van Centraal-Florida. Hier grondwater met nul zoutwaterbassins langs de kust achter verschillende barrière-eilanden. Jon en zijn onderzoeksteam analyseerden veranderingen in de waterchemie en ontdekten dat het zoutgehalte in het voorgaande decennium dramatisch was toegenomen. Dit suggereerde dat zout water snel de lagune binnendrong.

Dit proces wordt meestal aangedreven door zeespiegelstijging of door mensen die vers water uit de grond pompen, of een combinatie van beide. Arnoldo geraadpleegd online gegevens van de National Oceanic and Atmospheric Administration en ontdekte dat de stijging van de zeespiegel snel was versneld bij de nabijgelegen Trident Pier tussen 2011 en 2015. Terwijl de wereldwijde zeespiegel gemiddeld met ongeveer 1-voet per eeuw is gestegen, had deze site in slechts vijf jaar een toename van ongeveer 5-inches opgetekend.

Toen Arnoldo deze bevinding met Andrea deelde, een internationale expert in het verleden zeespiegelstijging, was ze gevloerd. Deze percentages waren tien keer hoger dan de langetermijnpercentages van de zeespiegelstijging langs de kustlijn van Florida. Verder onderzoek wees uit dat alle getijdenmaten ten zuiden van Cape Hatteras in dezelfde periode een vergelijkbare opleving vertoonden. Dit leverde twee vragen op: hadden vergelijkbare snelheden van snelle zeespiegelstijging eerder in het zuidoosten van de Verenigde Staten waargenomen? En wat veroorzaakte deze tijdelijke versnelling?


Haal het laatste uit InnerSelf


Convergerende klimaatpatronen

Vorig werk langs de Atlantische kust had vastgesteld dat het gebied ten noorden van Cape Hatteras kwetsbaar is voor versnelde zeespiegelstijging, vooral in de context van klimaatverandering. Verwarming van de aarde zal naar verwachting de Golfstroom verzwakken, een krachtige stroming in de Atlantische Oceaan die water wegtrekt van de oostkust en het naar het noorden transporteert. Door de Golfstroom te vertragen, blijft er meer water langs de kustlijn staan, waardoor de zeespiegel stijgt.

Maar dit mechanisme kon een sprong van deze omvang in zeegraden ten zuiden van de Kaap niet verklaren. Nog een eerdere studie bood een extra aanwijzing. Het stelde voor dat de Noord-Atlantische Oscillatie (NAO), een wippatroon in luchtdruk over verschillende regio's van de Noord-Atlantische Oceaan, zou de verschuiving in de positie van kortetermijnvariaties in de zeespiegelstijging kunnen verklaren.

Verschuivingen in de NAO veranderen de positie van de straalstroom, windpatronen en stormbanen, die allemaal de verdeling van water in het Noord-Atlantische bekken beïnvloeden. Uiteindelijk bepalen de cumulatieve effecten van NAO op de oceaan of water zich opstapelt naar het noorden of zuiden van Kaap Hatteras. Zo stapelde het water zich bij voorkeur op ten noorden van Cape Hatteras in de periode 2009-2010 en in het zuiden van 2011 tot 2015.

Noord-Atlantische Oscillatie (NAO)
Wanneer de NAO in de positieve fase (links) is, is het contrast tussen hoge druk op de Azoren en lage druk in de verre noordelijke Atlantische Oceaan sterker dan normaal, wat leidt tot milde stormen boven Noord-Europa en uitdroging over de Middellandse Zee. Maar wanneer het contrast lager is dan normaal, komt de NAO in de negatieve fase (rechts), wat leidt tot koud, droog weer in Noord-Europa en natte omstandigheden in het zuiden.
UCAR, CC BY-SA

Dit NAO-gerelateerde mechanisme legde uit waar de zeespiegelversnelling langs de Atlantische kust zou kunnen optreden, maar leek hun timing niet te verklaren. We vulden de lege plekken in door getijdenpeilingen uit de vorige eeuw langs de hele Amerikaanse Atlantische kust te bekijken. Uit deze beoordeling bleek dat de timing van kortdurende zeespiegelversnellingen, die een tot meerdere jaren duurden, correleerde met het geaccumuleerde signaal van een ander terugkerend klimaatpatroon: El Niño Southern Oscillation, of ENSO, wat het resultaat is van een oscillatie van de atmosferische druk in het tropische bekken van de Stille Oceaan.

Hoewel ENSO voorkomt in de Pacific, zijn de effecten verspreid over Noord-Amerika, veranderende luchttemperaturen en windregimes in de oostelijke Verenigde Staten. Deze veranderingen in windverdelingen kunnen van invloed zijn op het watertransport in de Noord-Atlantische Oceaan, waardoor het soms langs de oostkust van de VS kan worden opgebouwd. Andere wetenschappers hebben getoond dat dit transport uiteindelijk bepalend is voor de timing van kortetermijnversnellingen bij de zeespiegelstijging langs de Amerikaanse Atlantische kust.

Samengevat, we ontdekten dat er zich in de afgelopen eeuw herhaaldelijk op korte termijn versnellingen in de zeespiegelstijging hebben voorgedaan, soms ten zuiden van Cape Hatteras en soms ten noorden van de Kaap. Deze hotspots kunnen de snelheid van 4 inches in vijf jaar overschrijden en kunnen overal langs de Amerikaanse Atlantische kust voorkomen. Ze vormen zich wanneer de verzamelde signalen van ENSO en de NAO samenkomen en het zeewater naar de kustlijn verplaatsen.

Een wilde kaart voor overstromingen langs de kust

Ons onderzoek heeft serieuze implicaties voor kustplanners. Door de opwarming van de aarde neemt de zeespiegel langs de hele Atlantische kust toe, en gemeenschappen moeten zich daarop voorbereiden. Bovendien laten onze bevindingen zien dat het zeeniveau gedurende een periode van vijf jaar kan stijgen en dalen rond dit niveau met meer dan 4 inches, als gevolg van de variabiliteit in oceaan-atmosfeer interacties in de bekkens in de Stille Oceaan en in de Atlantische Oceaan. Deze variabiliteit kan in de loop van vijf tot 10-jaren voorkomen.

Deze hotspots versterken de ernst van overstromingen aan de kust al aanwezig van stormen en koningsvloeden. Bewoners tussen Charleston, South Carolina en Jacksonville, Florida - een stuk waar de zeespiegel nu minstens 4 inches (10 centimeter) hoger is dan toen ze in 2010 zaten - hebben dit op de harde manier ontdekt.

De bewoners van Miami Beach hebben te maken met dramatische toenames in overstromingen, aangedreven door zeespiegelstijging.

Nu kijken we naar gegevens uit de Golf van Mexico, waar getijdenstations ook waterstanden laten zien die doorgaans hoger zijn dan voorspeld. De stijging langs de Golfkust van Florida is voorbij zijn hoogtepunt, maar Texas en Louisiana zien nog steeds een versnelling van de zeespiegelstijging. Versnellingen van de zeespiegelstijging zijn moeilijk te voorspellen en het is onduidelijk of ze na verloop van tijd ernstiger zullen worden. Maar ze maken het nog urgenter voor kustgemeenschappen om vandaag de zeespiegelstijging serieus te nemen.

Over de Auteurs

Arnoldo Valle-Levinson, hoogleraar Civiele techniek en kusttechniek, Universiteit van Florida en Andrea Dutton, universitair docent geologie, Universiteit van Florida

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Boek van Arnoldo Valle-Levinson

{AmazonWS: searchindex = Books; keywords = 0521899672; maxresults = 1}

Related Books:

{amazonWS: searchindex = Boeken; trefwoorden = stijging zeespiegel; maxresults = 2}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}