Århundredes data viser stigning i havniveau ved skiftende tidevand i Delaware, Chesapeake bugter

Det opvarmende klima forventes at påvirke kystregioner verden over, efterhånden som gletsjere og iskapper smelter, stigende havniveau globalt. For første gang, et internationalt team har fundet tegn på, hvordan stigningen i havniveauet allerede påvirker høj- og lavvande i både Chesapeake- og Delaware-bugterne, to store flodmundinger i det østlige USA.

Teamet kombinerede en computermodel med 100 års observationer for at drille ud af, at den globale havniveaustigning øger tidevandsområdet, eller afstanden mellem høj- og lavvande, på mange områder i hver bugt.

Tidevand, eller stigning og fald af havets overflade, forekommer med jævne mellemrum og skyldes mange faktorer, den største er tyngdekraften fra solen og månen. I århundreder, mennesker har dokumenteret og forudsagt de daglige høj- og lavvande, fordi de kan påvirke havnavigation. Tidevand kan også påvirke havlivet, risiko for oversvømmelse, fiskeri, vejret, og nogle energikilder såsom vandkraft.

I 2015, Andrew Ross, meteorologi doktorand, Penn State, bemærkede et ulige mønster, der dukkede op, mens han testede en numerisk computermodel til tidevandsforskning. Tilføjelse af en meter havstigning til modellen resulterede i et tydeligt mønster af ændringer i høj- og lavvande i hele Chesapeake-bugten.

"Vi var ikke sikre på, hvorfor det var der, men det var unikt nok, at vi troede, at det skulle vise sig i observationer, også, hvis det virkelig var virkeligt, "sagde Ross, nu en postdoktoral forskningsassistent, Princeton University. "Så vi begyndte at se på observationerne, laver flere sammenligninger. "

Ross begyndte at arbejde med et team, der omfattede hans rådgiver, Raymond Najjar, professor i oceanografi, Penn State, at lokalisere de præcise virkninger af havstigningsstigning ved at trække andre kræfter, der påvirker ændringer i tidevandsområdet. Nogle af disse kræfter er forudsigelige, inklusive de 18,61 år, det tager for månens bane rundt om Jorden at svinge. Andre kræfter er mindre forudsigelige, ligesom effekten af ​​at mudre en bugt for at skabe en bredere, dybere plads til containerskibe. Holdet analyserede tidevandsregistreringer fra 15 steder i Delaware og Chesapeake bugter, den ældste stammer fra 1901. De studerede også nærliggende byer uden for hver bugt for at kontrollere større ændringer, der påvirker havet mere bredt.

Når de isolerede stigningen i havniveauet på tidevandet ved hjælp af tidevandsmålere, de sammenlignede disse oplysninger med en computermodel, hvor de kunne justere det samlede havniveau, simulerer virkningerne af fortiden eller fremtiden. De rapporterede, i Journal of Geophysical Research:Oceans , at både tidevandsdata og modellen generelt var enige om hovedvirkningerne af havstigning på tidevandet. Analysen viste, at en meter havstigningsstigning øgede tidevandsområdet med op til 20 procent i nogle områder. Den nøjagtige mængde ændring fra stigning i havniveau varierede baseret på fysiske egenskaber, såsom bugten.

"I Delaware Bay, når du går opstrøms mod Philadelphia, strandlinjerne konvergerer i en slags tragtform, og så ser vi, at det forstærker stigningen i havniveauet på tidevandet, "sagde Ross." Den forstærkning bliver forstørret, jo længere du kommer opstrøms. "

Derimod, formen på Chesapeake Bay resulterede i et andet effektmønster, i nogle tilfælde lidt faldende tidevandsinterval. Sammenlignet med Delaware Bay, Chesapeake Bay er længere og har en mindre tragtform. Efter en bølge kommer ind i Chesapeake -bugten fra havet, den rammer til sidst enden af ​​bugten og reflekterer tilbage mod havet, enten tilføje til eller trække fra højderne af bølger, den kontakter. Fordi bølger bevæger sig hurtigere i dybere vand, et højere havniveau resulterer i en hurtigere bølgehastighed. Dette ændrer sig, hvor indgående og udgående bølger interagerer med hinanden, som har en kaskadende effekt på tidevandsmønstre i hele bugten.

"Når folk tænker på oversvømmelser forbundet med stigning i havniveau, de tror ofte, at alt bare vil gå op, herunder tidevandet, men virkeligheden er, at i nogle tilfælde, tidevandsområdet kan forblive det samme eller falde, "sagde Najjar." Det hele afhænger af buktens geometri og bølgernes hastighed, som vi ved, er påvirket af stigende havniveau. "