Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Amerikanske havoverfladerapportkort:2019-data tilføjer tendensen i acceleration

Ligesom de 31 andre havoverfladerapporter, den til Norfolk, Virginia bruger data fra en lokal tidevandsmåler til at generere både en kvadratisk og lineær projektion for vandstanden i 2050. Kredit:Virginia Institute of Marine Science

Den årlige opdatering af deres havniveau-"rapportkort" af forskere ved William &Mary's Virginia Institute of Marine Science tilføjer beviser for en accelererende hastighed af havniveaustigningen ved næsten alle tidevandsstationer langs den amerikanske kystlinje. De seneste rapportkort blev offentliggjort den 30. januar.

Holdets webbaserede rapportkort projekterer havniveauet til år 2050 baseret på en løbende analyse af tidevandsmålinger for 32 lokaliteter langs den amerikanske kyst fra Maine til Alaska. Analysen omfatter nu 51 års vandstandsobservationer, fra januar 1969 til december 2019. De interaktive diagrammer er tilgængelige online på http://www.vims.edu/sealevelreportcards.

Projektets grundlægger, VIMS emeritus professor John Boon, siger "nøglebudskabet fra 2019-rapportkortene er en klar tendens i retning af acceleration i havniveaustigningerne ved 25 af vores 32 tidevandsmålerstationer. Acceleration kan være en game changer med hensyn til påvirkninger og planlægning, så vi er virkelig nødt til at være opmærksomme på disse mønstre."

VIMS havforsker Molly Mitchell siger, "at se acceleration på så mange af vores stationer tyder på, at - når vi ser på de mange havniveauscenarier, som NOAA udgiver baseret på globale modeller - vi kan bevæge os mod de højere fremskrivninger." Mitchell har indgået et samarbejde med Boon om at generere de sidste to årsrapporter.

"Vi har stadig flere beviser fra tidevandsmålerregistreringerne for, at disse kurver for højere havniveau skal overvejes seriøst i indsatsen for planlægning af modstandsdygtighed, " tilføjer Mitchell.

Tidligere arbejde af Boon, Mitchell, og VIMS-kollega Derek Loftis foreslår, at den nuværende acceleration i havniveaustigningerne begyndte omkring 2013 eller 2014, sandsynligvis forbundet med havets dynamik og tab af indlandsis. I 2019, havniveaustigningerne accelererede ved alle 21 rapportkortstationer langs USA's øst- og golfkyster, og på 7 af de 8 overvågede stationer langs den amerikanske vestkyst ekskl. Alaska. Alle fire stationer, der overvåges i Alaska, viser et relativt havniveau, der falder med stadig hurtigere hastigheder (på grund af kystbjergbygning).

"Selvom havniveauet er steget meget langsomt langs vestkysten, " siger Mitchell, "modeller har forudsagt, at det vil begynde at stige hurtigere. Rapportkortene fra de seneste tre år understøtter denne idé." Forskere antyder, at hastigheden op skyldes et skift i vindmønstre forbundet med Pacific Decadal Oscillation, et El Niño-lignende mønster af klimavariabilitet.

Boon siger, at rapportkortene tilføjer værdi ved at give havniveaufremskrivninger, der opdateres hyppigere end dem, der er udstedt af NOAA eller andre agenturer. Boon og kolleger bruger også en statistisk tilgang, der inkluderer beviser for den seneste acceleration i hastigheden af ​​havniveauændringer på mange amerikanske tidevandsmålerstationer, og understrege deres brug af relative havniveaumålinger - ændringer i vandstanden i forhold til den jordoverflade, som folk bor og arbejder på. Den relative havniveaustigning i Virginia og andre øst- og golfkystområder skyldes både stigende vand og synkende land.

Bemærkelsesværdige resultater fra 2019

VIMS' 2019 rapportkort viser, at havniveauet steg på 27 af de 32 overvågede stationer. Måske endnu mere sigende er, at vandstanden på 25 af de 32 stationer steg med en højere hastighed i 2019 end i 2018. De fem stationer, hvor det relative havniveau faldt, var alle på den amerikanske vestkyst, fire af disse i Alaska, hvor den fortsatte stigning af kystbjerge genererer kraftige fald i havniveauet i forhold til land.

De tre højeste havniveaustigninger i 2019 fandt sted langs Gulf Coast ved Grand Isle, Louisiana (7,93 millimeter om året) og ved Rockport (6,95 mm/år) og Galveston (6,41 mm/år) Texas. Rockport toppede også alle 32 stationer i sin accelerationshastighed, med 0,26 mm om året om året. Hvis dette fortsætter, havniveauet her vil være 0,82 meter (2,69 fod) højere i 2050 sammenlignet med 1992. Grand Isle og Galveston viste betydelige, men meget mere moderate accelerationshastigheder i 2019, ved 0,05 mm/år2 og 0,09 mm/år2, henholdsvis. 2050-fremskrivningerne for havniveaustigning på disse steder er således betydeligt lavere:0,54 m (1,77 ft) ved Grand Isle og 0,51 m (1,67 ft) ved Galveston.

Mitchell og Boon tilskriver de høje stigningsrater og den skarpe kontrast i accelerationen blandt disse Gulf Coast-stationer til dels deres placering i et sedimentært bassin med en kompleks historie med vand- og mineraludvinding. Oppumpning af grundvand og olie kan forårsage jordsynkning, hvilket bidrager til en relativ havstigning.

Rapportkortene for 2019 viser en accelererende havniveaustigning på 27 af de 32 overvågede stationer. Efter Rockport, de højeste accelerationshastigheder i 2019 blev observeret ved Pensacola, FL og Wilmington, NC (0,22 mm/år2); Cedar nøgle, FL (0,21 mm/år2); Eastport, ME (0,20 mm/år2); Napoli, FL (0,19 mm/år2); Boston, MA (0,17 mm/år2); Portland, ME (0,17 mm/år2); Charleston, SC (0,16 mm/år2); og Port Isabel, TX (0,14 mm/år2). Betydelig acceleration i havniveaustigningerne på disse vidt udbredte lokaliteter antyder globale drivkræfter, med klimaforandringer den åbenlyse mistænkte. NOAA rapporterede for nylig, at 2019 var det næstvarmeste år i den registrerede historie.

Boon og Mitchell bemærker, at acceleration på disse og andre steder markant øger deres kvadratiske, "bedste skøn" havniveaufremskrivninger for 2050, på trods af i flere tilfælde en relativt lav 2019-stigningstakt. For eksempel, Eastport, Maine havde en stigningshastighed på kun 1,96 mm i 2019, men havniveauet der forventes at nå 0,52 m (1,71 fod) i 2050. Denne 2050-fremskrivning er højere end 0,51 m-projektionen for Norfolk, Virginia (1,67 fod), selv om sidstnævntes stigning i 2019 var 5,33 mm/år, næsten tre gange højere end i Eastport.

VIMS-teamet understreger, at havniveauet også vil opleve kortsigtede variationer i fremtiden, ligesom det gør i dag. Dermed, Kystbeboere og planlæggere i Virginia og andre områder, der sandsynligvis vil opleve betydelige havniveaustigninger i 2050, skal også tage højde for stormfloder og andre forbigående kræfter, der hæver havniveauet endnu højere end den forventede gennemsnitlige stigningsværdi. De 95 % konfidensbånd, der er placeret omkring den projicerede kvadratiske kurve i VIMS' havniveaurapportkort, er en yderligere påmindelse om, at den gennemsnitlige havstand i en given måned kan afvige fra det forventede årlige gennemsnit med så meget som 20 centimeter (8 tommer).

Værdien af ​​en årlig, lokaliseret rapportkort

Fordi langsigtede ændringer i havniveauet typisk er i størrelsesordenen nogle få millimeter om året, forskere har traditionelt ikke følt noget behov for at udsende hyppige prognoser for havniveauændringer. I øvrigt, mange havniveaufremskrivninger er globale i omfang, med en prognosehorisont på 2100 - langt nok væk til at tillade let mærkbare lineære ændringer. Et eksempel er De Forenede Nationers ofte rapporterede forudsigelse om 65 centimeters (2,1 fod) absolut havniveaustigning ved udgangen af ​​dette århundrede.

VIMS-teamet har målrettet taget en mere lokaliseret og rettidig tilgang, en designet til at tilføje maksimal værdi for kystbeboere, virksomheder, og regeringer.

siger Boon, "Vores rapportkort viser, hvad havniveauet har gjort for nylig, hvad sker der nu i din lokalitet. Talrige undersøgelser viser, at lokale havniveaustigninger og -acceleration adskiller sig væsentligt fra de globale rater offentliggjort af IPCC og NOAA - et nøgleresultat, fordi lokale rater for relativ havniveaustigning giver en direkte indikation af, i hvilket omfang boliger, bygninger, og vejene er i fare for oversvømmelser."

Holdets beslutning om at bruge en delmængde af tilgængelige tidevandsmålerdata er i modstrid med den traditionelle tilgang, som NOAA har taget, agenturet, der driver landets officielle netværk af tidevandsstationer. "NOAA skal have ros for deres omsorg med at sikre kontinuiteten, konsistens, og tilgængeligheden af ​​landets langsigtede tidevandsdatasæt, " siger Boon. "Men på samme tid, en længere rekord er ikke altid bedre, især når der er beviser for nylige ikke-lineære ændringer i hastigheden af ​​havniveaustigninger, som vi ser langs den amerikanske østkyst."

En tidligere analyse af Boon viste, at denne acceleration begyndte i 1987, i centrum af et 36-årigt glidende vindue, der begyndte i 1969 - og satte dermed startdatoen for VIMS-rapportkortene. Dette er årtier efter, at mange amerikanske tidevandsmålerstationer begyndte at fungere, men inden for et tidsrum, hvor mange flere stationer nu har fuldstændige eller næsten fuldstændige registreringer. I lyset af de seneste beviser for igangværende opvarmning, det giver mening i en landsdækkende, sammenlignende undersøgelse af havniveauændringer for kun at analysere de observationer, der er foretaget i samme tidsrum.

Mitchell forklarer yderligere, "Hvis du krydser en tærskel i form af noget som havniveaustigning, hvad der kom før – f.eks. en tidevandsmålingsrekord, der begyndte i 1900 – er forudindtaget i forhold til at se, hvor du skal hen. Vi tror, ​​at iskapper smelter hurtigere i dag, og hvis det er sandt, vil de foregående 90 års data ikke nøjagtigt forudsige fremtiden."

Forskellen mellem de lineære rater, der anvendes i NOAAs havniveauprognoser og de ikke-lineære, accelererende hastigheder brugt i VIMS' rapportkort kan føre til skarpt forskellige prognoser for vores fremtid på havniveau. Udvidelse af NOAAs lineære havniveaufremskrivninger til midten af ​​århundredet for tidevandsmåleren i Norfolk, Virginia indikerer, at havniveauet her vil være 0,3 meter (11,42 tommer) højere i 2050, mens VIMS-prognosen – ved hjælp af en ikke-lineær, accelerationshastighed - er 0,51 meter, eller 20,1 tommer. De ekstra 21 centimeter (8,6") af havniveaustigningen ville have store konsekvenser for den lavtliggende region.


Varme artikler