Amerikanske havniveau-rapportkort:2020 tendenser igen mod acceleration

Den årlige opdatering af deres havniveau "rapportkort" af forskere ved William &Mary's Virginia Institute of Marine Science tilføjer yderligere tegn på en accelererende stigning i havniveauet på næsten alle tidevandsstationer langs den amerikanske kystlinje.

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 52 års vandstandsobservationer, fra januar 1969 til december 2020. De interaktive diagrammer er tilgængelige online på www.vims.edu/sealevelreportcards.

Projektets grundlægger, VIMS emeritus professor John Boon, siger "År-til-år-tendensen er ved at blive meget informativ. Rapportkortene fra 2020 fortsætter en klar tendens mod acceleration i stigninger i havniveau ved 27 af vores 28 tidevandsstationer langs den kontinentale amerikanske kyst." Den ene kontinentale yderside - i Crescent City, Californien – slutter sig til fire Alaska-stationer som steder, hvor kystløftet får det til at se ud til, at havniveauet falder i forhold til land.

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 partnerskab med Boon for at generere rapportkortene hvert år siden 2017.

"Acceleration kan være en spilskifter med hensyn til påvirkninger og planlægning, så vi er virkelig nødt til at være opmærksomme på disse mønstre, " siger Boon. "Vi har stadig flere beviser fra tidevandsmålingerne på, at disse kurver over højere havniveau skal overvejes seriøst i indsatsen for at planlægge modstandskraften, " tilføjer Mitchell.

Boon siger, at rapportkortene tilføjer værdi ved at levere fremskrivninger på havniveau, der opdateres oftere 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 havniveau-målinger-ændringer i vandstand i forhold til landoverfladen, hvorpå mennesker bor og arbejder. Den relative havniveaustigning i Virginia og andre øst- og golfkystområder skyldes både stigende vand og synkende land.

Østkysttendenser

Havniveaustigningen har nu været accelereret på alle amerikanske østkyststationer siden 2014. Før det år, stationer syd for Cape Hatteras havde registreret lidt eller ingen acceleration. "I dag, "siger Boon, "Havstanden accelererer hurtigere ved mange af disse sydlige stationer end på nogle stationer længere mod nord, der anses for at være "hot spots" for havniveaustigningen for ikke længe siden."

"Handstandsstigninger i Norfolk, Virginia er stadig de højeste langs Atlanterhavskysten med 5,4 millimeter om året, "siger Mitchell." Dog, acceleration på stationer i North Carolina, South Carolina, og Georgien indikerer, at vi bør holde øje med havniveaumønstrene i disse stater meget nøje." Nogle undersøgelser indikerer, at "hot spot" af havniveaustigningen i Midt-Atlanten bevæger sig sydpå, og at stationer syd for Cape Hatteras vil se større havniveaustigning i 2050, end deres historier antyder.

Gulf Coast Trends

De fleste Gulf Coast -stationer oplevede en stigning i accelerationshastigheder, der begyndte omkring 2014, og alle ni af dem har oplevet øget acceleration i løbet af de sidste tre år. På Grand Isle, Louisiana og Galveston, Texas, disse tendenser markerede en overgang fra deceleration til acceleration. Hos andre, herunder Pensacola, Florida og Rockport, Texas, Havniveauet har været accelererende siden 2004, men har udviklet sig hurtigere i de senere år.

Stationerne i Texas og Louisiana viser fortsat de højeste stigninger i landet. Rockport har den næsthøjeste årlige stigningshastighed (7,1 mm/år i 2020), og den højeste forventede havniveaustigning for 2050 på 0,82 meter (2,69 ft) over middelhavoverfladen i 1992, midtpunktet af den seneste National Tidal Datum Epoke. Grand Isle vender bordene, med den højeste årlige stigningshastighed (8,1 mm/år i 2020), og den næsthøjeste forventede havniveaustigning for 2050 på 0,58 meter (1,9 fod) over 1992-niveauer. Galveston placerer sig på tredjepladsen i begge foranstaltninger, med en årlig stigning på 6,6 mm/år i 2020, og en forventet stigning i havniveauet i 2050 på 0,57 meter (1,87 fod).

Mitchell og Boon tilskriver de ekstreme stigningshastigheder og skarpe kontraster i acceleration blandt Gulf Coast-stationerne til dels deres placering i et sedimentært bassin med en kompleks historie med vand- og mineraludvinding. Pumpning af grundvand og olie kan forårsage nedsynkning af land, hvilket bidrager til en relativ stigning i havniveauet.

West Coast Trends

Med undtagelse af Alaska og Crescent City, Californien – hvor pladebevægelser og post-glacial rebound genererer en markant kystløftning – U.S. Vestkyststationer havde været i det væsentlige neutrale siden mindst 2004, med det relative havniveau, der hverken stiger eller falder med væsentlige hastigheder. Sådan er det ikke længere, da de fleste stationer har oplevet acceleration siden 2017. "Opadgående tendenser i acceleration forudsiger positive og stigende havniveaustigninger på de fleste stationer langs den kontinentale vestkyst, " siger Boon. "Stigningsraterne havde været tæt på nul i nogen tid, men begyndende acceleration begynder at få dem til at springe."

"Selvom havniveauet er steget meget langsomt langs vestkysten, "tilføjer Mitchell, "modeller har forudsagt, at den vil begynde at stige hurtigere. Rapportkortene fra de sidste fem 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.

Overordnede tendenser

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 2020, havniveaustigningerne accelererede ved alle 21 rapportkortstationer langs USA's øst- og golfkyster, og på 7 af de 8 overvågede stationer langs den amerikanske vestkyst undtagen Alaska. Alle fire overvågede stationer i Alaska viser, at det relative havniveau falder i stadig hurtigere hastigheder. Dette skyldes forskellige processer, der forårsager hurtig løft af kysten, tidevandsmålere, der stiger sammen med det land, de hviler på.

Bemærkelsesværdige resultater i 2020

Rapportkortene i 2020 viser en accelererende stigning i havniveauet på 27 af de 32 overvågede stationer. Rockport, Texas registrerede den højeste accelerationsrate i 2020, med en værdi på 0,262 mm/y2. De næsthøjeste accelerationshastigheder blev observeret ved Pensacola, FL (0,24 mm/år2); Wilmington, NC (0,238 mm/år2); Cedar nøgle, FL (0,21 mm/år2); Napoli, FL (0,199 mm/år2); Eastport, ME (0,195 mm/år2); Charleston, SC (0,181 mm/år2); Portland, ME (0,166 mm/år2); Boston, MA (0,165 mm/år2); og Port Isabel, TX (0,16 mm/år2). Betydelig acceleration i havniveaustigningerne på disse vidt udbredte lokaliteter antyder globale drivkræfter, med klimaændringer den åbenlyse mistænkte. NOAA rapporterede for nylig, at 2020 var uafgjort med 2016 som det varmeste år nogensinde.

Boon og Mitchell bemærker, at acceleration på disse og andre steder kraftigt øger deres kvadratisk, "bedste skøn" havniveaufremskrivninger for 2050, på trods af i flere tilfælde en relativt lav 2020-stigningstakt. For eksempel, Eastport, Maine havde en stigningshastighed på kun 2,02 mm i 2020, men havniveauet forventes at stige 0,41 m (1,3 fod) over 1992-niveauet i 2050. 2050-fremskrivningen er på niveau med 0,51-m-projektionen for Norfolk, Virginia (1,67 fod), selv om sidstnævntes stigning i 2020 var 5,39 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 forventede kvadratiske kurve i VIMS 'havniveau-rapportkort, er en yderligere påmindelse om, at det gennemsnitlige havniveau 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 haft et lille behov for at udsende hyppige prognoser for ændringer i havniveau. I øvrigt, mange fremskrivninger på havniveau er globale i omfang, med en prognosehorisont på 2100 - langt nok væk til at tillade let mærkbare lineære ændringer. Et eksempel er FN's ofte rapporterede fremskrivning af 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 tilføre maksimal værdi for kystnære beboere, 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 stigninger i havniveau og acceleration adskiller sig væsentligt fra de globale satser, som IPCC og NOAA offentliggør-et vigtigt resultat, fordi lokale hastigheder for relativ havniveaustigning giver en direkte indikation af, i hvilket omfang boliger, bygninger, og veje risikerer 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 tidevandsstationer begyndte at fungere, men inden for et spænd, hvor mange flere stationer nu har komplette eller næsten komplette optegnelser. I betragtning af nylige beviser for vedvarende 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 en stigning i havoverfladen, 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 islag 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 havniveau fremskrivninger til midten af ​​århundredet for tidevandsmåleren i Norfolk, Virginia angiver, at havniveauet her vil være 0,3 meter (11,4 tommer) højere i 2050, mens VIMS-prognosen – ved hjælp af en ikke-lineær, accelerationshastighed - er 0,51 meter, eller 20,1 tommer. Den ekstra 21 centimeter (8,6 tommer) havstigning ville have store konsekvenser for den lavtliggende region.