Hvordan sporer forskere havniveau?

Da en ismasse på størrelse med Delaware brød af i Antarktis den anden uge i juli 2017, forskere var ikke overdrevent bekymrede over, at 1 billioner tons (907 milliarder tons) is - den største nogensinde registreret - ville medføre en øjeblikkelig stigning i havets overflade, når den smeltede. Imidlertid, de blev forstyrret over, at de 2, 240 kvadratkilometer (5, 801 kvadratkilometer) isbjerge var symptomatisk for et større problem:det fremtidige sammenbrud af hele ishallen kendt som Larsen C. Hvis det smeltede med det samme, videnskabsfolk sagde, det ville få havene til at stige næsten en halv tomme (1,2 centimeter).

Et sammenbrud af Larsen C er sandsynligvis årtier væk, men tilfælde som dette er den nøjagtige årsag til, at forskere altid har holdt øje med stigende havniveauer, især i de seneste årtier. I løbet af de sidste 100 år har Jordens klima har varmet omkring 1,8 grader Fahrenheit (1 grad Celsius). Som resultat, vandet bundet op i iskapper, ismarker og gletsjere er langsomt smeltet, tilføjer mere vand til planetens oceaner. Ud over, varme får vand til at ekspandere, et begreb kendt som termisk ekspansion. Alt dette har konspireret for at hæve havniveauet rundt om i verden næsten .07 tommer (2 millimeter) om året.

Men hvordan måler man overhovedet oceanernes niveau? Du kan ikke bare stå på kysten med en lineal - niveauerne svinger konstant til dels på grund af bølger, tidevand, og planetarisk og solbane. For ikke at nævne, at der er bakker og dale, bjerge og kløfter - under havene såvel som på land. Og vand i dybe havbassiner ændrer sig også baseret på klima. For at komplicere sagen endnu mere, nogle kystområder, såsom New Orleans, Louisiana, og Venedig, Italien, synker, mens andre, som Alaska, stiger.

For at måle denne konstante stigning og fald af havene, forskere bruger forskellige værktøjer, herunder tidevandsmålere, som er placeret rundt om i verden i havne, bølgebryder og moler. I USA falder jobbet til National Water Level Observation Network (NWLON), som har 210 permanente observationssystemer i hele USA og dets territorier.

Inden computere, processen var temmelig rudimentær. Tidevandsmålere blev placeret inde i tidevandshuse, der indeholdt analoge dataregistratorer, der var knyttet til flydere. Flådene var i "stillingsbrønde" (lange metalrør, der minimerede bølger) under tidevandshusene, og målerne registrerede ændringer i vandstanden. Spikret til en af ​​molestøberne var i det væsentlige en stor målepind, som forskere brugte til manuelt at observere tidevandsniveauer og derefter sammenligne de aflæsninger, der blev taget af den flydende datarekorder.

I dag er processen meget mere avanceret og bruger edb -tidevandsmålere. I modsætning til ældre tidevandsmålestationer, der simpelthen brugte flydere og optagere, de fleste af NWLONs 210 stationer bruger akustik og elektronik placeret inde i et "lydende rør". Sensorer sender et lydsignal ned ad røret og måler den tid, det tager signalet at vende tilbage. Dataene indsamles hvert sjette minut, og timingen styres af et Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) netværk. Det edb -system er mere præcist, og det måler, blandt andet, tidevandshøjder, vindhastighed, vindretning, barometrisk tryk, sammen med luft- og vandtemperatur.

NWLON fortsætter med at forbedre måderne det måler havniveau på. Dens nyeste værktøjer bruger mikrobølger til at måle afstanden fra et fast punkt over vandet til overfladen. Agenturet er i færd med at opdatere de fleste af sine overvågningsstationer med mikrobølge radar vandstandssensorer, som er bedre end akustiske sensorer. Omkring 40 af de 210 stationer bruger denne teknologi. Forskere bruger også en række forskellige satellitter, der kredser om planeten til at måle ændringer i havets overflade, samt årsagerne til, at de gør det.

Næsten 40 procent af den amerikanske befolkning bor i kystfylker, mens otte af de 10 største byer i verden er på kysten. Mens tidevandsstationer er en god indikation på lokale havniveauændringer, verdensomspændende satellitmålinger giver forskere det gennemsnitlige havniveau i verdenshavene.