als je jezelf afvraagt ​​wat de grootste onbeantwoorde wetenschappelijke vragen zijn: "hoe is het zeeniveau in de afgelopen 100-jaren veranderd?" staat waarschijnlijk niet bovenaan je lijstje. Hebben we dat tenslotte niet al bedacht? Het blijkt geen eenvoudige taak te zijn om een ​​volledig beeld te krijgen van hoe onze oceanen zijn veranderd, maar is van vitaal belang voor het maken van toekomstige projecties.

In een paper gepubliceerd in NATUUR deze week, mijn onderzoeksgroep ontwikkelde een nauwkeuriger maatstaf voor het meten van de stijgende zeespiegel, het aanbieden van aanwijzingen voor een verschil dat wetenschappers hebben geworsteld met de jaren en mogelijk inzicht in de toekomstige projecties van de stijging van de zeespiegel.

Sea-level observaties over de 20th eeuw komen van getij-gauge verslagen, die, in hun eenvoudigste vorm, zijn in wezen maatstaven verbonden aan de kusten rond de wereld. De wereldwijde dekking van deze metingen is beperkt, met name aan het begin van de 20th eeuw en in het zuidelijk halfrond. Bovendien kan zelfs de meest complete dossiers bevatten belangrijke lacunes in de tijd. De onvolledigheid van deze gegevens maakt het verkrijgen van schattingen van de wereldgemiddelde zeespiegel erg moeilijk.

Het laatste rapport van de Intergouvernementele Werkgroep inzake klimaatverandering (IPCC) bevatte twee verschillende schattingen van de wereldwijde toename van de zeespiegel in de 20 eeuw. De eerste schatting kwam uit een reeks eerder gepubliceerde studies die de getij-meetwaarnemingen direct analyseerden. De 1901-1990-snelheid die met deze benaderingen wordt verkregen, valt in het bereik van 1.5 tot 2 millimeters per jaar.

De tweede schatting werd berekend door schattingen toe te voegen van individuele bronnen, zoals het smelten van water uit ijs op het land en uitzetting van de oceaan. Deze "bottom-up" -benadering produceerde een lagere snelheid van 1 tot 1.2 millimeters per jaar over dezelfde periode.

Analyse van de vingerafdrukken

Uitleg over het verschil tussen deze twee verschillende schattingen heeft een dringende kwestie binnen de zeespiegel gemeenschap. De meeste wetenschappers geloven dat de hogere schatting afgeleid van getij-gauge platen, maar ze hebben het onderste "bottom-up" schatting ondervraagd.

Een mogelijke verklaring is dat de ramingen van Groenland en Antarctica smelten over de eeuw kan zijn onderschat. Metingen van de ijskap massabalans van oudsher afkomstig uit de grond metingen en satellietwaarnemingen. Deze vaststellingen zijn ook zeer beperkt.

Op dat moment begonnen we ons af te vragen of het mogelijk was om observaties op zeeniveau te gebruiken om te proberen in te schatten hoeveel individuele ijskappen en gletsjers zijn gaan smelten. Kunnen we getijmetingsobservaties over de 20 eeuw gebruiken om af te leiden hoe individuele bijdragen samen de mondiale toename van de zeespiegel produceren?

De aanpak van deze vraag bleek veel uitdagender te zijn dan we aanvankelijk dachten. De natuurkunde die ons in staat stelt om dit probleem aan te pakken komt neer op het begrijpen waarom het zeeniveau bij een vloedlijn anders is dan zeeniveau bij een andere.

Er zijn verschillende factoren die de lokale zeespiegel metingen beïnvloeden. Deze omvatten lopende effecten als gevolg van de laatste ijstijd, verwarming en uitzetting van de oceaan als gevolg van opwarming van de aarde, veranderingen in de oceaancirculatie en hedendaagse smelten van landijs.

NASA Goddard Space and Flight Center, CC Al deze processen produceren unieke patronen, of 'vingerafdrukken', van verandering op zeeniveau die we kunnen modelleren en voorspellen. Ons doel was om de individuele bijdragen aan het zeeniveau af te leiden door naar deze vingerafdrukken te zoeken in de getijdenmeterrecords. Dit type "vingerafdrukken" -analyse was toegepast op paleo-records op zeespiegelniveau, maar niemand had geprobeerd om te zoeken naar deze voorspelde patronen in 20 -eeuwse observaties op zeespiegelniveau.

Het ontwikkelen van een manier om moderne zeespiegelrecords met vingerafdrukken te maken, is gebaseerd op data-analyse en statistische technieken die gebruikelijk zijn op andere gebieden, zoals techniek, economie en meteorologie. We brachten deze technieken samen en pasten deze voor de eerste keer toe op het gebied van onderzoek op zeespiegelniveau.

In wezen, onze methode haalt wereldwijde informatie van de beperkte lokale waarnemingen. Zodra we begonnen met het toepassen van onze statistische benadering van getij-gauge verslagen, realiseerden we ons dat we konden al onze geschatte individuele bijdragen toe te voegen aan een record van wereldgemiddelde zeeniveau verandering in de tijd te produceren. We zijn ervan uitgegaan dat onze schatting zou het eens met de eerder gepubliceerde resultaten, maar wat we vonden was eigenlijk heel anders.

De resultaten van onze analyse blijkt dat de eerdere schatting van 1901-1990 te hoog was. Wij schatten een 1901-1990 "zeespiegelstijging" tarief van 1.2 millimeter per jaar, een daling van 1.5 millimeter per jaar. In feite, onze lagere schatting is het eens met de 'bottom-up' benadering die in het IPCC. Sluit "zeeniveau budget" gap, doordat het verschil tussen de twee verschillende soorten metingen.

Hoewel dit in eerste instantie een positief resultaat lijkt te zijn - dat de stijging van de zeespiegel in de vorige eeuw langzamer verliep - is dat niet noodzakelijkerwijs het geval. Wanneer we de laatste decennia naar de zeespiegelstijging kijken, zien we dat onze 1993-2010-snelheid van 3 millimeters per jaar overeenstemt met eerder gepubliceerde resultaten. Met behulp van ons model betekent dit dat de snelheid van de wereldwijde zeespiegelstijging niet met een factor twee is toegenomen (drie 1.5-millimeters per jaar verdeeld), maar eerder met een factor 2.5 (drie gedeeld door 1.2 millimeters per jaar).

Dat betekent dat het tempo van de wereldwijde zeespiegelstijging is 25% hoger in de afgelopen decennia - een aanzienlijke stijging. En deze herziening kunnen projecties van de toekomstige zeespiegelstijging beïnvloeden.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation
Lesen Sie hier originele artikel.

Over de auteur

Carling Hay vervoegde de Mitrovica-groep aan de afdeling Aard- en Planeetwetenschappen van de Universiteit van Harvard in de zomer van 2012 na het behalen van haar Ph.D. in de natuurkunde van de Universiteit van Toronto. Een van de hoofddoelen van het werk van Carling is om de belangrijke klimatologische vraag te beantwoorden: wat leveren de verschillende bijdragen aan de waargenomen veranderingen in zeeniveau? Haar onderzoek richt zich op het gebruik van statistische technieken om het mondiale gemiddelde zeeniveau tijdens warme en voorbije warme periodes beter te begrijpen en om de hulpmiddelen te ontwikkelen die nodig zijn om broninformatie uit historische records op zeeniveau te extraheren.