Wzrost poziomu morza - Sea level rise

Satelitarne obserwacje wzrostu poziomu morza od 1993 do 2021 roku.

Pomiary pływów pokazują, że obecny globalny wzrost poziomu morza rozpoczął się na początku XX wieku. W latach 1900-2017 uśredniony na świecie poziom morza wzrósł o 16-21 cm (6,3-8,3 cala). Bardziej precyzyjne dane zebrane z satelitarnych pomiarów radarowych ujawniają przyspieszający wzrost o 7,5 cm (3,0 cala) od 1993 do 2017 r., przy średnim tempie 31 mm (1,22 cala) na dekadę. Przyspieszenie to wynika głównie ze zmiany klimatu , która napędza rozszerzanie się wody morskiej oraz topnienie lądolodów i lodowców . W latach 1993-2018 ekspansja termiczna oceanów przyczyniła się do wzrostu poziomu morza o 42%; topnienie lodowców umiarkowanych , 21%; Grenlandia , 15%; i Antarktyda , 8%. Klimatolodzy spodziewają się dalszego przyspieszenia tempa w XXI wieku, a najnowsze pomiary wskazują, że poziom mórz rośnie obecnie o 3,6 mm rocznie.

Prognozowanie przyszłego poziomu morza jest wyzwaniem ze względu na złożoność wielu aspektów systemu klimatycznego oraz opóźnienia w reakcjach poziomu morza na zmiany temperatury Ziemi. Ponieważ badania klimatyczne dotyczące przeszłych i obecnych poziomów mórz prowadzą do udoskonalenia modeli komputerowych , prognozy stale rosną. W 2007 r. Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) przewidywał, że do 2099 r. szacowane jest 60 cm (2 stopy), ale w swoim raporcie z 2014 r. podniósł te szacunki do około 90 cm (3 stopy). Wiele późniejszych badań wykazało, że globalny wzrost poziomu morza o 200 do 270 cm (6,6 do 8,9 stopy) w tym stuleciu jest „fizycznie prawdopodobny”. Ostrożne szacunki prognoz długoterminowych wskazują, że wzrost temperatury o każdy stopień Celsjusza powoduje wzrost poziomu morza o około 2,3 metra (4,2 stopy/stopień Fahrenheita ) w okresie dwóch tysiącleci (2000 lat): przykład bezwładności klimatycznej . W lutym 2021 r. artykuł opublikowany w Ocean Science sugerował, że wcześniejsze prognozy globalnego wzrostu poziomu mórz do 2100 r. zgłoszone przez IPCC były prawdopodobnie konserwatywne i że poziom mórz wzrośnie bardziej niż wcześniej oczekiwano.

Poziom morza nie wszędzie na Ziemi podniesie się równomiernie, a w niektórych miejscach, takich jak Arktyka, nawet nieznacznie spadnie . Czynniki lokalne obejmują efekty tektoniczne i osiadanie ziemi, pływy, prądy i burze. Podnoszenie się poziomu morza może znacząco wpłynąć na populacje ludzkie w regionach przybrzeżnych i wyspiarskich. Przewiduje się powszechne powodzie przybrzeżne z kilkustopniowym ociepleniem utrzymującym się przez tysiąclecia. Dalsze skutki to większe fale sztormowe i bardziej niebezpieczne tsunami, przesiedlenia ludności, utrata i degradacja gruntów rolnych oraz zniszczenia w miastach. Wpływa to również na środowisko naturalne, takie jak ekosystemy morskie , a ryby, ptaki i rośliny tracą część swojego siedliska.

Społeczeństwa mogą dostosowywać się do wzrostu poziomu morza na trzy różne sposoby: wdrażać zarządzany odwrót , dostosowywać się do zmian na wybrzeżu lub chronić przed podnoszeniem się poziomu morza za pomocą twardych praktyk konstrukcyjnych, takich jak falochrony lub miękkie podejścia, takie jak rehabilitacja wydm i odżywianie plaży . Czasami te strategie adaptacyjne idą w parze, ale innym razem trzeba dokonywać wyborów między różnymi strategiami. W niektórych środowiskach ludzkich, takich jak tzw. tonące miasta , adaptacja do podnoszenia się poziomu morza może być spotęgowana innymi problemami środowiskowymi, takimi jak osiadanie . Naturalne ekosystemy zazwyczaj dostosowują się do podnoszącego się poziomu mórz, przemieszczając się w głąb lądu; jednak nie zawsze mogą to zrobić ze względu na naturalne lub sztuczne bariery.

Przeszłe zmiany

Zmiany poziomu morza od końca ostatniego zlodowacenia

Zrozumienie dawnego poziomu morza jest ważne dla analizy obecnych i przyszłych zmian. W niedawnej przeszłości geologicznej dominującymi przyczynami wzrostu poziomu morza są zmiany lodu na lądzie i rozszerzanie termiczne spowodowane podwyższonymi temperaturami. Ostatnim razem, gdy Ziemia była o 2 °C (3,6 °F) cieplejsza niż temperatury sprzed epoki przemysłowej, poziom mórz był o co najmniej 5 metrów (16 stóp) wyższy niż teraz: było to podczas ocieplenia z powodu zmian w ilości światła słonecznego spowodowanego powolne zmiany orbity Ziemi spowodowały ostatni interglacjał . Ocieplenie utrzymywało się przez tysiące lat, a wielkość podniesienia się poziomu morza sugeruje, że duży wkład mają pokrywy lodowe Antarktyki i Grenlandii. Ponadto raport Królewskiego Holenderskiego Instytutu Badań Morskich stwierdził, że około trzy miliony lat temu poziom dwutlenku węgla w atmosferze ziemskiej był podobny do obecnego, co spowodowało wzrost temperatury o dwa do trzech stopni Celsjusza i stopienie jednej trzeciej pokrywy lodowej Antarktydy. . To z kolei spowodowało podniesienie się poziomu morza o 20 metrów.

Od ostatniego maksimum lodowcowego, około 20 000 lat temu, poziom morza podniósł się o ponad 125 metrów (410 stóp), z szybkością wahającą się od mniej niż 1 mm/rok do ponad 40 mm/rok, w wyniku topnienia pokryw lodowych Kanada i Eurazja. Szybki rozpad lądolodów doprowadził do tak zwanych " impulsów wody roztopowej ", okresów, w których poziom morza gwałtownie wzrastał. Tempo wzrostu zaczęło zwalniać około 8200 lat wcześniej; poziom morza był prawie stały w ciągu ostatnich 2500 lat, przed niedawną tendencją wzrostową, która rozpoczęła się pod koniec XIX wieku lub na początku XX wieku.

Pomiar

A graficzne pasek przypisywane zakres jednorocznych pomiarów poziomu morza w odpowiednich barwach, z wyjściowego koloru białego począwszy od 1880 ciemniejsze błękity oznaczające coraz większy wzrost poziomu morza.
Zmiana wysokości powierzchni morza od 1992 do 2019 – NASA
Wizualizacja oparta jest na danych zebranych z satelitów TOPEX/Poseidon, Jason-1, Jason-2 i Jason-3. Niebieskie regiony to miejsca, w których poziom morza się obniżył, a pomarańczowe/czerwone to obszary, w których poziom morza się podniósł.

Zmiany poziomu morza mogą być spowodowane zmianami ilości wody w oceanach, objętości oceanów lub zmianami terenu w porównaniu z powierzchnią morza. Różne techniki stosowane do pomiaru zmian poziomu morza nie mierzą dokładnie tego samego poziomu. Mierniki pływów mogą mierzyć tylko względny poziom morza, podczas gdy satelity mogą również mierzyć bezwzględne zmiany poziomu morza. Aby uzyskać dokładne pomiary poziomu morza, naukowcy badający lód i oceany na naszej planecie biorą pod uwagę trwające deformacje stałej Ziemi , w szczególności z powodu masy lądów wciąż wznoszących się z wycofujących się mas lodu w przeszłości , a także grawitacji i rotacji Ziemi .

Satelity

Jason-1 kontynuował pomiary powierzchni morza rozpoczęte przez TOPEX/Poseidon. Następnie odbyła się misja topografii powierzchni oceanu na Jason-2 i Jason-3

Od czasu wystrzelenia TOPEX/Poseidon w 1992 roku, nakładające się na siebie serie satelitów wysokościowych nieprzerwanie odnotowują zmiany poziomu morza. Satelity te mogą mierzyć wzgórza i doliny w morzu spowodowane przez prądy i wykrywać trendy w ich wysokości. Aby zmierzyć odległość do powierzchni morza, satelity wysyłają impuls mikrofalowy na powierzchnię oceanu i rejestrują czas potrzebny na powrót. Radiometry mikrofalowe korygują dodatkowe opóźnienie powodowane przez parę wodną w atmosferze . Połączenie tych danych z dokładnie znaną lokalizacją statku kosmicznego umożliwia określenie wysokości powierzchni morza z dokładnością do kilku centymetrów (około jednego cala). Obecne tempo wzrostu poziomu morza z wysokościomierza satelitarnego oszacowano na 3,0 ± 0,4 milimetra (0,118 ± 0,016 cala) rocznie w latach 1993-2017. Wcześniejsze pomiary satelitarne były wcześniej nieco sprzeczne z pomiarami pływów . Niewielki błąd kalibracji satelity Topex/Poseidon został ostatecznie zidentyfikowany jako powodujący lekkie przeszacowanie poziomu morza w latach 1992-2005, co maskowało w pomiarach satelitarnych trwające przyspieszenie wzrostu poziomu morza, które było widoczne w szeregach czasowych pływów.

Satelity są przydatne do pomiaru regionalnych zmian poziomu morza, takich jak znaczny wzrost między 1993 a 2012 rokiem na zachodnim tropikalnym Pacyfiku. Ten gwałtowny wzrost został powiązany z rosnącymi wiatrami pasatowymi , które występują, gdy oscylacja dekady Pacyfiku (PDO) i oscylacja El Niño-Southern (ENSO) zmieniają się z jednego stanu na drugi. PDO jest wzorcem klimatycznym obejmującym całe dorzecze, składającym się z dwóch faz, z których każda trwa zwykle od 10 do 30 lat, podczas gdy ENSO ma krótszy okres od 2 do 7 lat.

Wskaźniki pływów

W latach 1993-2018 średni poziom morza podniósł się na większości oceanów na świecie (kolory niebieskie).

Innym ważnym źródłem obserwacji poziomu morza jest globalna sieć pływów . W porównaniu z zapisem satelitarnym zapis ten ma duże luki przestrzenne, ale obejmuje znacznie dłuższy okres czasu. Pokrycie pływów rozpoczęło się głównie na półkuli północnej, a dane dla półkuli południowej pozostawały skąpe do lat 70. XX wieku. Najdłuższe prowadzenie pomiarów poziomu morza, NAP lub Amsterdam Ordnance Datum założona w 1675 roku, są rejestrowane w Amsterdamie , Holandia . W Australii zbiór rekordów jest również dość obszerny, w tym pomiary wykonane przez meteorologa-amatora począwszy od 1837 roku oraz pomiary wykonane z punktu odniesienia na poziomie morza uderzonego w mały klif na Wyspie Umarłych w pobliżu osady skazanych w Port Arthur w 1841 roku.

Sieć ta została wykorzystana, w połączeniu z danymi z wysokościomierza satelitarnego, do ustalenia, że ​​globalny średni poziom morza wzrósł o 19,5 cm (7,7 cala) w latach 1870-2004 w średnim tempie około 1,44 mm/rok (1,7 mm/rok w XX wieku ). Dane zebrane przez Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) w Australii pokazują, że obecny globalny trend średniego poziomu morza wynosi 3,2 mm (0,13 cala) rocznie, co stanowi podwojenie tempa w XX wieku. Jest to ważne potwierdzenie symulacji zmian klimatu, które przewidywały, że wzrost poziomu mórz przyspieszy w odpowiedzi na zmianę klimatu.

Pewne różnice regionalne są również widoczne w danych dotyczących pływów. Niektóre z zarejestrowanych różnic regionalnych wynikają z różnic w rzeczywistym poziomie morza, a inne z pionowych ruchów lądu. Na przykład w Europie obserwuje się znaczne zróżnicowanie, ponieważ niektóre obszary lądowe rosną, podczas gdy inne toną. Od 1970 r. większość stacji pływowych mierzyła wyższe poziomy mórz, ale poziom mórz wzdłuż północnego Bałtyku spadł z powodu odbicia polodowcowego .

Składki

Ziemia straciła 28 bilionów ton lodu w latach 1994-2017, a topnienie lodu gruntowego (pokrywy lodowe i lodowce) podniosło globalny poziom morza o 34,6 ±3,1 mm. Tempo utraty lodu wzrosło o 57% od lat 90. – z 0,8 do 1,2 biliona ton rocznie.

Trzy główne powody, dla których ocieplenie powoduje globalny wzrost poziomu mórz, to: rozszerzanie się oceanów , pokrywy lodowe tracą lód szybciej niż powstają z opadów śniegu, a także topniejące lodowce na większych wysokościach. Wzrost poziomu morza od początku XX wieku był zdominowany przez cofanie się lodowców i ekspansję oceanu, ale oczekuje się, że wkład dwóch dużych lądolodów (Grenlandii i Antarktydy) wzrośnie w XXI wieku. Pokrywy lodowe przechowują większość lodu lądowego (∼99,5%), z ekwiwalentem poziomu morza (SLE) 7,4 m (24 stopy) dla Grenlandii i 58,3 m (191 stóp) dla Antarktydy.

Każdego roku około 8 mm (0,31 cala) opadów (równoważnik cieczy) spada na pokrywy lodowe Antarktydy i Grenlandii , głównie w postaci śniegu, który gromadzi się i z czasem tworzy lód lodowcowy. Wiele z tych opadów zaczęło się, gdy para wodna wyparowała z powierzchni oceanu. Część śniegu jest zdmuchiwana przez wiatr lub znika z pokrywy lodowej przez stopienie lub sublimację (bezpośrednio zamieniając się w parę wodną). Reszta śniegu powoli zamienia się w lód. Ten lód może spłynąć do krawędzi lądolodu i powrócić do oceanu, topniejąc na krawędzi lub w postaci gór lodowych . Jeśli opady, procesy powierzchniowe i ubytek lodu na brzegu równoważą się nawzajem, poziom morza pozostaje taki sam. Jednak naukowcy odkryli, że lód jest tracony i to w coraz szybszym tempie.

Ogrzewanie oceanu

Zawartość ciepła oceanu (OHC) w latach 1957-2017, NOAA

Większość dodatkowego ciepła uwięzionego w systemie klimatycznym Ziemi przez zmianę klimatu jest magazynowana w oceanach. Magazynują ponad 90% dodatkowego ciepła i działają jako bufor przed skutkami zmian klimatycznych . Ciepło potrzebne do podniesienia średniego wzrostu temperatury całego oceanu światowego o 0,01°C podniosłoby temperaturę atmosfery o około 10°C. Tak więc niewielka zmiana średniej temperatury oceanu oznacza bardzo dużą zmianę całkowitej zawartości ciepła w systemie klimatycznym.

Kiedy ocean zyskuje ciepło, woda rozszerza się i podnosi się poziom morza. Wielkość ekspansji zmienia się zarówno w zależności od temperatury, jak i ciśnienia wody. Na każdy stopień cieplejsza woda i woda pod dużym ciśnieniem (ze względu na głębokość) rozszerzają się bardziej niż woda chłodniejsza i woda pod mniejszym ciśnieniem. Oznacza to, że zimna woda Oceanu Arktycznego będzie się mniej rozszerzać w porównaniu z ciepłą wodą tropikalną. Ponieważ różne modele klimatyczne mają nieco inne wzorce ogrzewania oceanów, nie zgadzają się one w pełni z przewidywaniami dotyczącymi wkładu ogrzewania oceanów we wzrost poziomu morza. Ciepło jest transportowane do głębszych części oceanu przez wiatry i prądy, a niektóre z nich osiągają głębokość ponad 2000 m (6600 stóp).

Antarktyda

Procesy wokół szelfu lodowego Antarktyki

Duża ilość lodu na kontynencie antarktycznym przechowuje około 70% świeżej wody na świecie. Na bilans masy lądolodu Antarktydy wpływają nagromadzenie śniegu i wyładowania lodowe na obrzeżach. Pod wpływem globalnego ocieplenia topnienie u podstawy pokrywy lodowej wzrasta. Jednocześnie zdolność atmosfery do przenoszenia opadów atmosferycznych wzrasta wraz z temperaturą, tak że opady w postaci opadów śniegu zwiększają się w modelach globalnych i regionalnych. Dodatkowe opady śniegu powodują zwiększony przepływ lodu z pokrywy lodowej do oceanu, dzięki czemu przyrost masy spowodowany opadami śniegu jest częściowo skompensowany. Opady śniegu wzrosły w ciągu ostatnich dwóch stuleci, ale nie stwierdzono wzrostu we wnętrzu Antarktydy w ciągu ostatnich czterech dekad. Opierając się na zmianach bilansu masy lodu Antarktydy na przestrzeni milionów lat, spowodowanych naturalnymi wahaniami klimatu, naukowcy doszli do wniosku, że lód morski stanowi barierę dla cieplejszych wód otaczających kontynent. W konsekwencji utrata lodu morskiego jest głównym czynnikiem niestabilności całej pokrywy lodowej.

Ross Ice Shelf , Antarktyda największy, jest o wielkości Francji i grubości do kilkuset metrów.

Różne metody satelitarne do pomiaru masy lodu i zmiany w umowie są dobre, a łączenie metod prowadzi do większej pewności o tym, jak arkusz Antarktyda Wschodnia Ice The Zachód Antarctic Ice Sheet , a Półwysep Antarktyczny ewoluować. W badaniu przeglądu systematycznego z 2018 r. oszacowano, że utrata lodu na całym kontynencie wyniosła średnio 43 gigaton (Gt) rocznie w okresie od 1992 do 2002 r., ale wzrosła do średnio 220 Gt rocznie w ciągu pięciu lat od 2012 do 2017 r. Większość wytopu pochodzi z pokrywy lodowej Antarktyki Zachodniej, ale przyczyniają się również Półwysep Antarktyczny i pokrywa lodowa Antarktyki Wschodniej. Wzrost poziomu morza spowodowany Antarktydą oszacowano na 0,25 mm rocznie w latach 1993-2005 i 0,42 mm rocznie w latach 2005-2015. zmiany z roku na rok.

Badanie z maja 2021 r. przewidywało, że ograniczenie globalnego ocieplenia do 1,5°C zmniejszy wkład lodu lądowego we wzrost poziomu morza o 2100 z 25 cm do 13 cm (z 10 do 6 cali) w porównaniu z obecnymi deklaracjami łagodzącymi, przy czym lodowce odpowiadają za połowę wkład podnoszący poziom morza. Fizyczna niepewność wkładu Antarktyki była bardziej znacząca niż niepewność spowodowana wyborem ścieżki łagodzenia.

Antarktyda Wschodnia

Największym na świecie potencjalnym źródłem wzrostu poziomu morza jest pokrywa lodowa Antarktyki Wschodniej, która zawiera wystarczającą ilość lodu, aby podnieść globalny poziom mórz o 53,3 m (175 stóp). W przeszłości pokrywa lodowa była uważana za stosunkowo stabilną i dlatego przyciągała mniej uwagi naukowej i obserwacji w porównaniu z Antarktydą Zachodnią. Połączenie obserwacji satelitarnych zmieniającej się objętości, przepływu i przyciągania grawitacyjnego z modelowaniem bilansu masy powierzchni sugeruje, że ogólny bilans masy lądolodu Antarktyki Wschodniej był względnie stały lub nieznacznie dodatni przez większą część okresu 1992-2017. Jednak badanie z 2019 r., W którym zastosowano inną metodologię, wykazało, że Antarktyda Wschodnia traci znaczne ilości masy lodowej. Główny naukowiec Eric Rignot powiedział CNN: „topienie ma miejsce w najbardziej wrażliwych częściach Antarktydy… w częściach, które mają potencjał do wielometrowego wzrostu poziomu morza w nadchodzącym stuleciu lub dwóch”.

Metody są zgodne, że lodowiec Totten stracił lód w ostatnich dziesięcioleciach w odpowiedzi na ocieplenie oceanu i prawdopodobnie zmniejszenie lokalnej pokrywy lodowej na morzu. Lodowiec Totten jest głównym wylotem basenu podlodowcowego Aurory , głównego zbiornika lodowego na Antarktydzie Wschodniej, który może szybko się wycofać z powodu procesów hydrologicznych. Potencjał globalnego poziomu morza wynoszący 3,5 m (11 stóp) przepływający przez sam lodowiec Totten ma podobną wielkość do całego prawdopodobnego wkładu pokrywy lodowej Antarktyki Zachodniej. Innym ważnym zbiornikiem lodowym na Antarktydzie Wschodniej, który może się szybko wycofać, jest Basen Wilkesa, w którym występuje niestabilność morskiej pokrywy lodowej . Utrata lodu z lodowców wylotowych jest prawdopodobnie kompensowana przez wzrost akumulacji w innych częściach Antarktydy.

Antarktyda Zachodnia

Graficzne przedstawienie, w jaki sposób ciepłe wody oraz procesy niestabilności pokrywy lodowej i niestabilności klifów lodowych wpływają na pokrywę lodową Antarktyki Zachodniej

Chociaż Antarktyda Wschodnia zawiera największe potencjalne źródło wzrostu poziomu morza, to właśnie Antarktyda Zachodnia doświadcza obecnie odpływu lodu netto, powodującego podnoszenie się poziomu mórz. Korzystanie z różnych satelitów w latach 1992-2017 pokazuje, że topnienie znacznie wzrasta w tym okresie. Antarktyda jako całość spowodowała wzrost poziomu morza o 7,6 ± 3,9 mm (0,30 ± 0,15 cala). Biorąc pod uwagę stosunkowo stabilny bilans masy pokrywy lodowej Antarktydy Wschodniej, głównym jego wkładem była Antarktyda Zachodnia. Do tego wzrostu mogło przyczynić się znaczne przyspieszenie odpływu lodowców w Obwodzie Amundsena . W przeciwieństwie do Antarktydy Wschodniej i Półwyspu Antarktycznego, temperatury na Antarktydzie Zachodniej znacznie wzrosły, z tendencją od 0,08 ° C (0,14 ° F) na dekadę do 0,96 ° C (1,7 ° F) na dekadę w latach 1976-2012.

Na Antarktydzie Zachodniej występuje wiele rodzajów niestabilności. Jednym z nich jest niestabilność lądolodu, gdzie podłoże skalne, na którym spoczywają części lądolodu, znajduje się głębiej w głębi lądu. Oznacza to, że gdy część pokrywy lodowej topi się, grubsza część pokrywy lodowej jest wystawiona na działanie oceanu, co może prowadzić do dodatkowej utraty lodu. Po drugie, topnienie szelfów lodowych , pływających rozszerzeń pokrywy lodowej, prowadzi do procesu zwanego niestabilnością morskiego klifu lodowego . Ponieważ działają one jako podpora pokrywy lodowej, ich topnienie prowadzi do dodatkowego przepływu lodu (zobacz animację w jednej minucie filmu). Topnienie szelfów lodowych jest przyspieszane, gdy topnienie powierzchni tworzy szczeliny, które powodują pękanie.

W Thwaites i w Pine Island lodowce zostały zidentyfikowane jako potencjalnie podatne na te procesy, ponieważ zarówno lodowce skalne topografia trafia głębiej w głąb lądu, wystawiając je na bardziej ciepłe dostępem wody w przewodzie uziemiającym. Wraz z ciągłym topnieniem i cofaniem się przyczyniają się do podnoszenia globalnego poziomu mórz. Topnienie tych dwóch lodowców przyspieszyło na początku XXI wieku. Może zdestabilizować całą pokrywę lodową Antarktyki Zachodniej. Jednak proces ten prawdopodobnie nie zakończy się w tym stuleciu. Większość podłoża skalnego pod pokrywą lodową Antarktyki Zachodniej leży znacznie poniżej poziomu morza. Gwałtowny upadek pokrywy lodowej Antarktyki Zachodniej może podnieść poziom morza o 3,3 metra (11 stóp).

Grenlandia

Topnienie Grenlandii w 2007 r., mierzone jako różnica między liczbą dni topnienia w 2007 r. a średnią roczną liczbą dni topnienia w latach 1988-2006

Większość lodu na Grenlandii jest częścią pokrywy lodowej Grenlandii, która w najgrubszym miejscu ma 3 km (2 mil). Reszta lodu na Grenlandii jest częścią izolowanych lodowców i czap lodowych. Źródła przyczyniające się do wzrostu poziomu morza z Grenlandii pochodzą z topnienia pokrywy lodowej (70%) i cielenia się lodowców (30%). Pył, sadza , drobnoustroje i glony żyjące na częściach lądolodu dodatkowo zwiększają topnienie, przyciemniając jego powierzchnię, a tym samym pochłaniając więcej promieniowania cieplnego ; regiony te wzrosły o 12% w latach 2000–2012 i prawdopodobnie będą się dalej rozwijać. Średnia roczna utrata lodu na Grenlandii wzrosła ponad dwukrotnie na początku XXI wieku w porównaniu z XX wiekiem. Niektóre z największych lodowców wylotowych Grenlandii, takie jak Jakobshavn Isbræ i Kangerlussuaq Glacier , spływają szybciej do oceanu.

Badanie opublikowane w 2017 roku wykazało, że peryferyjne lodowce i pokrywy lodowe Grenlandii przekroczyły nieodwracalny punkt krytyczny około 1997 roku i będą nadal topnieć. Pokrywa lodowa Grenlandii oraz jej lodowce i pokrywy lodowe są największymi przyczynami wzrostu poziomu morza ze źródeł lodu lądowego (z wyłączeniem ekspansji termicznej), łącznie stanowiąc 71 procent, czyli 1,32 mm rocznie w latach 2012–2016.

W badaniu opublikowanym w 2020 r. oszacowano, że lądolód Grenlandii stracił w sumie 3902 gigaton (Gt) lodu w latach 1992-2018, co odpowiada wzrostowi poziomu morza o 10,8 mm. Wzrost poziomu morza z powodu pokrywy lodowej Grenlandii generalnie wzrastał z czasem, od 0,07 mm rocznie w latach 1992-1997 do 0,68 mm rocznie w latach 2012-2017.

Szacunki dotyczące przyszłego wkładu Grenlandii w podnoszenie się poziomu morza wynoszą od 0,3 do 3 metrów (1 do 10 stóp) na rok 2100. Pod koniec stulecia może przyczyniać się do 2-10 centymetrów rocznie. Wkład pokrywy lodowej Grenlandii na poziom morza w ciągu następnych kilku stuleci może być bardzo wysoki ze względu na cykl samonapędzania się (tzw. pozytywne sprzężenie zwrotne ). Po początkowym okresie topnienia wysokość pokrywy lodowej obniży się. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza bliżej powierzchni morza, zaczyna się więcej topnienia. To topnienie może być dodatkowo przyspieszone, ponieważ kolor lodu jest ciemniejszy podczas topienia. W ociepleniu powierzchni istnieje próg, powyżej którego następuje częściowe lub prawie całkowite topnienie pokrywy lodowej Grenlandii. Różne badania określają tę wartość progową tak niską, jak 1°C (2 ), a zdecydowanie 4°C (7 ℉), powyżej temperatur sprzed epoki przemysłowej. Analiza osadów subglacjalnych z 2021 r. na dnie rdzenia lodowego Grenlandii o długości 1,4 km wykazała, że ​​pokrywa lodowa Grenlandii stopiła się co najmniej raz w ciągu ostatniego miliona lat, a zatem zdecydowanie sugeruje, że jej punkt krytyczny jest poniżej maksimum 2,5 °C dodatnia zmiana temperatury w tym okresie.

Lodowce

Mniej niż 1% lodu lodowcowego znajduje się w lodowcach górskich, w porównaniu do 99% na Grenlandii i Antarktydzie. Mimo to lodowce górskie znacząco przyczyniły się do historycznego wzrostu poziomu morza i prawdopodobnie przyczynią się do mniejszego, ale nadal znaczącego ułamka wzrostu poziomu morza w XXI wieku. Około 200 000 lodowców na Ziemi jest rozrzuconych na wszystkich kontynentach. Różne lodowce w różny sposób reagują na wzrost temperatury. Na przykład lodowce dolinne, które mają płytkie zbocze, cofają się nawet przy łagodnym ociepleniu. Każdy lodowiec ma wysokość, powyżej której następuje przyrost masy netto i poniżej której lodowiec traci masę. Jeśli ta wysokość nieco się zmieni, ma to duże konsekwencje dla lodowców o płytkim zboczu. Wiele lodowców spływa do oceanu, a zatem utrata lodu może wzrosnąć wraz ze wzrostem temperatury oceanu.

Badania obserwacyjne i modelowe utraty masy z lodowców i czap lodowych wskazują na udział w podnoszeniu się poziomu morza o 0,2-0,4 mm rocznie, uśredniony w XX wieku. Oczekuje się, że w XXI wieku wskaźnik ten wzrośnie, a lodowce przyczyniają się do globalnego poziomu mórz od 7 do 24 cm (3 do 9 cali). Lodowce przyczyniły się do wzrostu poziomu morza o około 40% w XX wieku, a szacunki dla XXI wieku wynoszą około 30%.

Lód morski

Topnienie lodu morskiego w bardzo niewielkim stopniu przyczynia się do globalnego wzrostu poziomu mórz. Gdyby roztopiona woda z lodu unoszącego się w morzu była dokładnie taka sama jak woda morska, to zgodnie z zasadą Archimedesa nie nastąpiłby wzrost. Jednak stopiony lód morski zawiera mniej rozpuszczonej soli niż woda morska i dlatego jest mniej gęsty : innymi słowy, chociaż stopiony lód morski waży tyle samo, co woda morska, którą przemieszczał, gdy był lodem, jego objętość jest wciąż nieco większa. Gdyby wszystkie pływające szelfy lodowe i góry lodowe stopiły się, poziom morza wzrósłby tylko o około 4 cm (1,6 cala).

Magazynowanie wody lądowej

Trendy w magazynowaniu wody lądowej na podstawie obserwacji GRACE w gigatonach rocznie, od kwietnia 2002 do listopada 2014 (z wyłączeniem lodowców i pokryw lodowych).

Ludzie mają wpływ na ilość wody magazynowanej na lądzie. Budowanie tamy zapobiega przedostawaniu się dużych mas wody do morza, a tym samym zwiększa magazynowanie wody na lądzie. Z drugiej strony ludzie pobierają wodę z jezior , terenów podmokłych i podziemnych zbiorników do produkcji żywności, co prowadzi do podnoszenia się mórz. Ponadto na cykl hydrologiczny wpływają zmiany klimatyczne i wylesianie , co może prowadzić do dalszego pozytywnego i negatywnego wpływu na wzrost poziomu morza. W XX wieku procesy te z grubsza się zrównoważyły, ale budowa tam uległa spowolnieniu i oczekuje się, że utrzyma się na niskim poziomie w XXI wieku.

Projekcje

Rekonstrukcja i prognozy historycznego poziomu morza do 2100 opublikowane w 2017 r. przez amerykański program badań nad zmianami globalnymi na potrzeby czwartej krajowej oceny klimatu. RCP 2.6 to scenariusz, w którym emisje osiągają szczyt przed 2020 r., RCP4.5 to ten, w którym osiągają szczyt około 2040 r., a RCP8.5 to ten, w którym stale rosną.
Różne prognozy wzrostu poziomu morza na XXI wiek

Istnieją zasadniczo dwa sposoby modelowania wzrostu poziomu morza i sporządzania prognoz na przyszłość . W jednym podejściu naukowcy stosują modelowanie procesowe, w którym wszystkie istotne i dobrze poznane procesy fizyczne są zawarte w globalnym modelu fizycznym. Modelu lód arkuszy służy do obliczania składek lądolodów oraz model ogólnej cyrkulacji służy do obliczania rosnącą temperaturę morze i ekspansję. Wadą tej metody jest to, że nie wszystkie istotne procesy mogą być zrozumiane w wystarczającym stopniu, ale umożliwia ona przewidywanie nieliniowości i dużych opóźnień w odpowiedzi, których przeoczą badania z niedawnej przeszłości.

W drugim podejściu naukowcy wykorzystują techniki półempiryczne, które wykorzystują dane geologiczne z przeszłości do określenia prawdopodobnych reakcji poziomu morza na ocieplający się świat, oprócz pewnych podstawowych modeli fizycznych. Te półempiryczne modele poziomu morza opierają się na technikach statystycznych, wykorzystując relacje między obserwowanymi przeszłymi (wkładami) globalnym średnim poziomem morza a globalną średnią temperaturą. Ten typ modelowania był częściowo motywowany przez większość modeli fizycznych we wcześniejszych ocenach literatury przez Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC), które nie oszacowały wzrostu poziomu morza w porównaniu z obserwacjami z XX wieku.

Projekcje na XXI wiek

W swoim piątym sprawozdaniu z oceny (2013) Międzyrządowy Zespół do spraw Zmian Klimatu (IPCC) szacuje, ile poziom morza prawdopodobnie wzrośnie w wieku 21 w oparciu o różne poziomy emisji gazów cieplarnianych. Prognozy te opierają się na dobrze znanych czynnikach, które przyczyniają się do wzrostu poziomu morza, ale wykluczają inne procesy, które są gorzej poznane. Jeśli kraje dokonają szybkich cięć emisji ( scenariusz RCP 2.6), IPCC uważa, że ​​prawdopodobne jest podniesienie się poziomu morza o 26–55 cm (10–22 cali) przy 67% przedziale ufności . Jeśli emisje pozostaną bardzo wysokie, IPCC przewiduje, że poziom morza wzrośnie o 52–98 cm (20–39 cali). W sierpniu 2020 r. naukowcy poinformowali, że obserwowane ubytki pokrywy lodowej na Grenlandii i Antarktydzie śledzą najgorsze scenariusze przewidziane w prognozach wzrostu poziomu morza zawartych w Piątym Raporcie Oceniającym IPCC.

Od czasu publikacji oceny IPCC z 2013 r. podjęto próby włączenia większej liczby procesów fizycznych i opracowania modeli, które mogą prognozować wzrost poziomu morza przy użyciu danych paleoklimatycznych. Prowadziło to zazwyczaj do wyższych szacunków wzrostu poziomu morza. Na przykład badanie przeprowadzone przez Jima Hansena z 2016 r. wykazało , że na podstawie wcześniejszych danych dotyczących zmian klimatu wzrost poziomu mórz może przyspieszyć w nadchodzących dziesięcioleciach, z czasem podwojenia wynoszącym odpowiednio 10, 20 lub 40 lat, podnosząc poziom oceanu o kilka metrów. za 50, 100 lub 200 lat. Jednak Greg Holland z Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych , który dokonał przeglądu badania, zauważył: „Nie ma wątpliwości, że wzrost poziomu morza w ramach IPCC jest bardzo konserwatywną wartością, więc prawda leży gdzieś pomiędzy IPCC a Jimem .

Ponadto jeden ze scenariuszy badania z 2017 r., zakładający wysokie zużycie paliw kopalnych do spalania i silny wzrost gospodarczy w tym stuleciu, przewiduje wzrost poziomu morza średnio do 132 cm (4,3 stopy) – i scenariusz ekstremalny nawet o 189 cm ( 6,2 stopy), do 2100. Może to oznaczać szybki wzrost poziomu morza do 19 mm (0,75 cala) rocznie do końca stulecia. W badaniu stwierdzono również, że scenariusz dotyczący emisji z porozumienia klimatycznego z Paryża , jeśli zostanie spełniony, spowoduje wzrost poziomu morza o średnio 52 cm (20 cali) do 2100 r.

Według czwartej (2017) Narodowej Oceny Klimatu (NCA) Stanów Zjednoczonych, jest bardzo prawdopodobne, że poziom morza wzrośnie od 30 do 130 cm (1,0–4,3 stopy) w 2100 w porównaniu z rokiem 2000. Wzrost o 2,4 m ( 8 stóp) jest fizycznie możliwe w scenariuszu wysokiej emisji, ale autorzy nie byli w stanie powiedzieć, na ile prawdopodobne. Ten najgorszy scenariusz może nastąpić tylko przy dużym udziale Antarktydy; region, który jest trudny do modelowania.

W latach 70. XX wieku sugerowano możliwość załamania się pokrywy lodowej Antarktydy Zachodniej, a następnie szybkiego wzrostu poziomu morza. Na przykład Mercer opublikował w 1978 roku badanie przewidujące, że antropogeniczne ocieplenie dwutlenku węgla i jego potencjalny wpływ na klimat w XXI wieku może spowodować wzrost poziomu morza o około 5 metrów (16 stóp) w wyniku samego topnienia pokrywy lodowej Antarktyki Zachodniej.

W 2019 roku badania przewidywały, że w scenariuszu niskiej emisji poziom morza wzrośnie o 30 cm do 2050 r. i 69 cm do 2100 r. w stosunku do poziomu z 2000 r. W scenariuszu wysokiej emisji wyniesie 34 cm do 2050 r. i 111 cm do 2100 r. Istnieje prawdopodobieństwo, że wzrost przekroczy 2 metry do 2100 w scenariuszu wysokiej emisji, co spowoduje wysiedlenie 187 milionów ludzi.

We wrześniu 2019 r. Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu opublikował raport o wpływie zmian klimatycznych na oceany, w tym na podnoszenie się poziomu mórz. Główną ideą raportu, według jednego z jego autorów, Michaela Oppenheimera, jest to, że jeśli ludzkość drastycznie zmniejszy emisję gazów cieplarnianych w następnych dziesięcioleciach, problem będzie trudny, ale możliwy do opanowania. Jeśli wzrost emisji będzie się utrzymywał, problem stanie się nie do opanowania.

W lutym 2021 r. naukowcy z Danii i Norwegii zasugerowali, że wcześniejsze prognozy globalnego wzrostu poziomu mórz do 2100 r. zgłoszone przez IPCC były prawdopodobnie konserwatywne i że poziom mórz wzrośnie bardziej niż wcześniej oczekiwano.

Długoterminowy wzrost poziomu morza

Mapa Ziemi z długoterminowym wzrostem poziomu morza o 6 metrów (20 stóp) oznaczonym kolorem czerwonym (równomierne rozmieszczenie, rzeczywisty wzrost poziomu morza będzie się różnić w zależności od regionu, a lokalne środki adaptacyjne będą miały również wpływ na lokalne poziomy mórz).

Wśród klimatologów panuje powszechna zgoda, że ​​wzrost poziomu morza pozostaje w tyle za wzrostem temperatury, który go wywołuje, i że znaczny, długoterminowy wzrost poziomu morza będzie trwał przez stulecia, nawet jeśli temperatura się ustabilizuje. Modele są w stanie odtworzyć paleo zapisy wzrostu poziomu morza, co daje pewność, że można je zastosować do długoterminowych przyszłych zmian.

Zarówno pokrywa lodowa Grenlandii, jak i Antarktyda mają punkty krytyczne dla poziomów ocieplenia, które można osiągnąć przed końcem XXI wieku. Przekroczenie takich punktów krytycznych oznaczałoby, że zmiany w pokrywie lodowej są potencjalnie nieodwracalne: spadek temperatur sprzed epoki przemysłowej może nie ustabilizować pokrywy lodowej po przekroczeniu punktu krytycznego. Ilościowe określenie dokładnej zmiany temperatury, dla której przekroczony jest ten punkt krytyczny, pozostaje kontrowersyjne. W przypadku Grenlandii szacunki wahają się w przybliżeniu od 1 do 4 °C (2 do 7 ℉) powyżej stanu sprzed epoki przemysłowej. Od 2020 r. niższa z tych wartości została już przekazana. Analiza osadów subglacjalnych z 2021 r. na dnie rdzenia lodowego Grenlandii o długości 1,4 km wykazała, że ​​pokrywa lodowa Grenlandii stopiła się co najmniej raz w ciągu ostatniego miliona lat, a zatem zdecydowanie sugeruje, że jej punkt krytyczny jest poniżej maksimum 2,5 °C dodatnia zmiana temperatury w tym okresie.

Topnienie pokrywy lodowej Grenlandii może przyczynić się do wzrostu od 4 do 7,5 m (13 do 25 stóp) w ciągu wielu tysięcy lat. W badaniu z 2013 r. oszacowano, że każdy stopień wzrostu temperatury przekłada się na wzrost poziomu morza o 2,3 m (7 stóp 7 cali) w ciągu najbliższych 2000 lat. Nowsze badania, zwłaszcza na Antarktydzie, wskazują, że jest to prawdopodobnie ostrożne oszacowanie, a prawdziwy długoterminowy wzrost poziomu morza może być wyższy. Ocieplenie poza cel 2 °C (3,6 °F) potencjalnie może prowadzić do tempa wzrostu poziomu morza, zdominowanego przez utratę lodu z Antarktydy . Ciągłe emisje dwutlenku węgla ze źródeł paliw kopalnych mogą spowodować podniesienie się poziomu morza o kolejne dziesiątki metrów w ciągu następnych tysiącleci, a dostępne paliwo kopalne na Ziemi wystarczy nawet do stopienia całej pokrywy lodowej Antarktyki, powodując około 58 m (190 stóp). ) wzrostu poziomu morza. Po 500 latach sam wzrost poziomu morza spowodowany rozszerzalnością termiczną mógł osiągnąć tylko połowę ostatecznego poziomu, który według modeli może leżeć w zakresie od 0,5 do 2 m (2 do 7 stóp).

Przez region

Wzrost poziomu morza nie jest jednolity na całym świecie. Niektóre masy lądowe przesuwają się w górę lub w dół w wyniku osiadania (zapadania się lub osiadania lądu) lub odbicia polodowcowego (podnoszenie się lądu z powodu utraty masy lodu po stopieniu) , tak że lokalny względny wzrost poziomu morza może być wyższy lub niższy niż średnia światowa. Istnieją nawet regiony w pobliżu obecnych i dawnych lodowców i pokryw lodowych, gdzie poziom morza spada. Ponadto efekty grawitacyjne zmieniających się mas lodu i przestrzennie zróżnicowane wzorce ocieplenia prowadzą do różnic w dystrybucji wody morskiej na całym świecie. Efekty grawitacyjne wchodzą w grę, gdy topi się duża pokrywa lodowa. Wraz z utratą masy przyciąganie grawitacyjne staje się mniejsze i lokalne poziomy wody mogą spadać. Dalej od lądolodu poziom wody wzrośnie ponad przeciętnie. W tym świetle topnienie na Grenlandii ma inny odcisk palca na regionalnym poziomie morza niż topnienie na Antarktydzie.

Wiele portów, aglomeracji miejskich i regionów rolniczych zbudowanych jest na deltach rzek , gdzie osiadanie terenu przyczynia się do znacznego wzrostu względnego wzrostu poziomu morza. Jest to spowodowane zarówno niezrównoważonym wydobyciem wód gruntowych (w niektórych miejscach również wydobyciem ropy i gazu), jak i wałami przeciwpowodziowymi i innymi praktykami przeciwpowodziowymi, które uniemożliwiają gromadzenie się osadów kompensujących naturalne osiadanie gleb deltowych. Całkowite spowodowane przez człowieka osiadanie w delcie Ren-Moza-Skalda (Holandia) szacuje się na 3 do 4 m (10 do 13 stóp), ponad 3 m (10 stóp) na obszarach miejskich delty rzeki Missisipi ( Nowy Orlean ), i ponad 9 m (30 stóp) w delcie rzeki Sacramento-San Joaquin . Z drugiej strony, polodowcowe odbicie izostatyczne powoduje względny spadek poziomu morza wokół Zatoki Hudsona w Kanadzie i północnego Bałtyku .

Atlantyk będzie się ocieplał w szybszym tempie niż Pacyfik. Ma to konsekwencje dla Europy i wschodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych , gdzie poziom morza wzrósł 3-4 razy w stosunku do średniej światowej. Spowolnienie południkowego obiegu południkowego Atlantyku (AMOC) zostało również powiązane z ekstremalnym wzrostem poziomu morza w regionie na północno-wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych.

Efekty

Obecny i przyszły wzrost poziomu mórz może mieć szereg skutków, zwłaszcza na systemy przybrzeżne . Takie skutki obejmują zwiększoną erozję wybrzeży , większe powodzie wywołane sztormami , zahamowanie podstawowych procesów produkcyjnych , bardziej rozległe zalewy przybrzeżne, zmiany jakości wód powierzchniowych i właściwości wód gruntowych, zwiększoną utratę własności i siedlisk przybrzeżnych, zwiększone ryzyko powodzi i potencjalną utratę życia, utrata niepieniężnych zasobów i wartości kulturowych, wpływ na rolnictwo i akwakulturę poprzez pogorszenie jakości gleby i wody oraz utratę funkcji turystycznych, rekreacyjnych i transportowych. Wiele z tych oddziaływań jest szkodliwych. Ze względu na dużą różnorodność środowisk przybrzeżnych; regionalne i lokalne różnice w przewidywanym względnym poziomie morza i zmianach klimatycznych; oraz różnice w odporności i zdolności adaptacyjnej ekosystemów , sektorów i krajów, skutki będą bardzo zmienne w czasie i przestrzeni. Delty rzek w Afryce i Azji oraz małe państwa wyspiarskie są szczególnie narażone na podnoszenie się poziomu mórz.

Na całym świecie dziesiątki milionów ludzi zostanie przesiedlonych w ostatnich dziesięcioleciach stulecia, jeśli gazy cieplarniane nie zostaną drastycznie zredukowane. Wiele obszarów przybrzeżnych charakteryzuje się dużym wzrostem populacji, co skutkuje większą liczbą osób zagrożonych podniesieniem się poziomu morza. Podnoszące się wody stanowią zarówno bezpośrednie zagrożenie: niezabezpieczone domy mogą zostać zalane, jak i pośrednie zagrożenie wyższymi falami sztormowymi, tsunami i królewskimi przypływami . Azja ma największą populację zagrożoną z poziomu morza, a kraje takie jak Bangladesz , Chiny , Indie , Indonezja i Wietnam mają bardzo gęsto zaludnione obszary przybrzeżne. Skutki wysiedlenia są bardzo zależne od tego, jak skuteczne rządy odniosą sukces we wdrażaniu obrony przed podnoszącym się morzem, z troską o najbiedniejsze kraje, takie jak kraje subsaharyjskie i narody wyspiarskie.

Rok 2019 wykazał, że liczba osób dotkniętych wzrostem poziomu morza w XXI wieku jest trzykrotnie wyższa niż wcześniej sądzono. Do roku 2050 150 milionów będzie znajdować się pod linią wody podczas przypływu, a 300 milionów będzie mieszkać w strefach zalewanych co roku. Do roku 2100 liczby te różnią się znacznie w zależności od scenariusza emisji. W scenariuszu niskiej emisji 140 milionów znajdzie się pod wodą podczas przypływu, a 280 milionów będzie miało powodzie każdego roku. W scenariuszu wysokiej emisji liczby dochodzą odpowiednio do 540 milionów i 640 milionów. Siedemdziesiąt procent z nich pochodzi z ośmiu krajów Azji: Chin , Bangladeszu , Indii , Indonezji , Tajlandii , Wietnamu , Japonii , Filipin .

Przegląd 33 publikacji z 2020 r. wykazał, że „większość globalnych szacunków jest rzędu dziesiątek lub setek milionów ludzi narażonych na zalewy i powodzie przybrzeżne w różnych ramach czasowych i scenariuszach” z powodu wzrostu poziomu morza.

Obszary przybrzeżne

Powodzie pływowe w Miami podczas przypływu króla (17 października 2016 r.). Ryzyko powodzi pływowych wzrasta wraz ze wzrostem poziomu morza.

Z powodu wielu czynników poziom mórz podnosi się w coraz szybszym tempie, co stanowi ogromne zagrożenie dla środowiska człowieka zarówno teraz, jak iw przyszłości. Chociaż jest to proces powolny i ciągły, jego długofalowe skumulowane skutki dla świata, zwłaszcza na obszarach przybrzeżnych, stanowią poważne zagrożenie. W ostatnich latach niektóre obszary przybrzeżne musiały już radzić sobie ze skutkami skumulowanymi przez długi okres zmian. Obszary te są wrażliwe na podnoszenie się poziomu mórz, zmiany częstotliwości i intensywności sztormów, zwiększone opady i wzrost temperatury oceanów. Dziesięć procent światowej populacji żyje na obszarach przybrzeżnych, które znajdują się poniżej 10 metrów (33 stopy) nad poziomem morza. Co więcej, dwie trzecie światowych miast liczących ponad pięć milionów ludzi znajduje się na tych nisko położonych obszarach przybrzeżnych. W sumie na całym świecie bezpośrednio na wybrzeżu żyje około 600 milionów ludzi. Korzystając ze zdalnego skanowania laserowego zwanego LiDAR do pomiaru wysokości na powierzchni Ziemi, naukowcy odkryli, że w 2021 r. 267 milionów ludzi na całym świecie żyło na lądzie poniżej 2 metrów nad poziomem morza i że przy wzroście poziomu morza o 1 metr i zerowym wzroście populacji, że liczba może wzrosnąć do 410 milionów osób.

Obecne efekty

Wznoszenie się mórz wiąże się również ze zwiększonym ryzykiem tsunami , potencjalnie dotykającego miasta przybrzeżne na Pacyfiku i Oceanie Atlantyckim.

Jednym z zagrożonych obszarów jest Wenecja, która doświadczyła znacznych powodzi . Miasto położone jest na wyspach w delcie rzek Padu i Piave . Wzrost poziomu morza powoduje wzrost częstotliwości i rozmiarów powodzi w mieście, które już wydało ponad 6 miliardów dolarów na system barier przeciwpowodziowych. Podobnie Floryda, która jest niezwykle podatna na zmiany klimatyczne , doświadcza znacznych uciążliwych powodzi i powodzi przypływowych .

Podnoszący się poziom mórz ma również wpływ na produkcję żywności na obszarach przybrzeżnych. Z powodu powodzi i wnikania słonej wody do gleby zwiększa się zasolenie gruntów rolnych w pobliżu morza, co stwarza problemy dla upraw, które nie są odporne na sól. Co więcej, przedostawanie się soli do świeżej wody do nawadniania stanowi drugi problem w przypadku nawadnianych upraw. Nowo opracowane odmiany upraw odporne na sól są obecnie droższe niż uprawy, które mają zastąpić. Tereny uprawne w delcie Nilu są dotknięte powodzią słoną wodą, a teraz jest więcej soli w glebie i wodzie do nawadniania w delcie rzeki czerwonej i delcie Mekongu w Wietnamie. W podobny sposób dotknięte są Bangladesz i Chiny, zwłaszcza ich produkcja ryżu.

Przyszłe efekty

Główne miasta zagrożone wzrostem poziomu morza. Wymienione miasta są zagrożone nawet niewielkim wzrostem poziomu morza (o 1,6 stopy/49 cm) w stosunku do poziomu z 2010 roku. Nawet umiarkowane prognozy wskazują, że taki wzrost nastąpi do 2060 roku.

Przyszły wzrost poziomu morza może prowadzić do potencjalnie katastrofalnych trudności dla społeczności położonych na wybrzeżach w następnych stuleciach: na przykład miliony ludzi ucierpią w miastach takich jak Miami , Rio de Janeiro , Osaka i Szanghaj, jeśli będą podążać obecną trajektorią 3 ° C (5,4°F). W podobnej sytuacji znajduje się egipskie miasto Aleksandria , w którym setki tysięcy ludzi żyjących na nizinnych obszarach może już być przesiedlonych w nadchodzącej dekadzie. Jednak niewielki wzrost poziomu morza prawdopodobnie zostanie zrekompensowany, gdy miasta dostosują się poprzez budowę murów morskich lub przeprowadzkę.

Bezpartyjny think tank Resources for the Future opisuje Miami jako „najbardziej narażone na największe nadmorskie miasto na świecie” na szkody związane z powodziami spowodowanymi sztormami i podnoszeniem się poziomu morza. Fala sztormowa będzie w przyszłości jedną z najważniejszych katastrof spowodowanych podnoszeniem się poziomu morza, która może spowodować największą utratę życia i mienia na obszarach przybrzeżnych świata. Na fale sztormowe w ostatnich latach wpłynął podnoszący się poziom mórz, którego częstotliwość i intensywność wzrosła. Na przykład jednym z najbardziej dotkniętych obszarów jest Nowy Jork, gdzie symulacje badawcze pokazują, że wpływ wzrostu poziomu morza na obszar Nowego Jorku zostanie zmniejszony z powodzi 100-letnich do 19–68 lat do 2050 r. i 40–60 r. lat do 2080 roku.

narody wyspiarskie

Atole i nisko położone obszary przybrzeżne na wyspach są szczególnie narażone na podnoszenie się poziomu mórz. Możliwe skutki to erozja wybrzeża , powodzie i wnikanie soli do gleby i wody słodkiej. Wzrost poziomu morza może zrujnować turystykę i lokalną gospodarkę; wzrost poziomu morza o 1,0 m (3,3 stopy) spowodowałby częściowe lub całkowite zalanie 29% nadmorskich kurortów na Karaibach. Dalsze 49–60% nadmorskich kurortów byłoby zagrożonych erozją wybrzeża. Trudno jest oszacować, jak duża część erozji i powodzi w przeszłości była spowodowana zmianą poziomu morza w porównaniu z innymi zdarzeniami środowiskowymi, takimi jak huragany. Adaptacja do wzrostu poziomu morza jest kosztowna dla małych krajów wyspiarskich, ponieważ duża część ich populacji mieszka na obszarach zagrożonych.

Malediwy , Tuvalu i inne nisko położone kraje należą do obszarów o najwyższym poziomie ryzyka. W obecnym tempie poziom morza byłby wystarczająco wysoki, aby do 2100 roku Malediwy nie nadawały się do zamieszkania. Zdarzenia geomorfologiczne , takie jak burze, mają zwykle większy wpływ na wyspę rafową niż wzrost poziomu morza, na przykład na jednej z Wysp Marshalla . Skutki te obejmują natychmiastową erozję i następujący po niej proces odrastania, który może mieć różną długość od dziesięcioleci do stuleci, co skutkuje nawet obszarami lądowymi większymi niż wartości sprzed burzy. Przy przewidywanym wzroście częstotliwości i intensywności sztormów mogą one mieć większe znaczenie w określaniu kształtu i wielkości wyspy niż wzrost poziomu morza. Naród wyspiarski Fidżi jest dotknięty wzrostem poziomu morza. Pięć Wysp Salomona zniknęło z powodu połączonych skutków podnoszenia się poziomu morza i silniejszych wiatrów pasatowych, które wpychały wodę do zachodniego Pacyfiku.

W przypadku, gdyby wszystkie wyspy narodu wyspiarskiego nie nadawały się do zamieszkania lub całkowicie zanurzyły się w morzu, same państwa również uległyby rozwiązaniu. Gdy to nastąpi, wszystkie prawa do otaczającego obszaru (morze) są usuwane. Obszar ten może być znaczący, ponieważ prawa rozciągają się w promieniu 224 mil morskich (415 km; 258 mil) wokół całego stanu wyspiarskiego. Wszelkie zasoby, takie jak ropa naftowa, minerały i metale, znajdujące się na tym obszarze, mogą być swobodnie wykopywane przez każdego i sprzedawane bez konieczności płacenia prowizji (obecnie rozwiązanemu) państwu wyspiarskiemu.

Ekosystemy

Bramble Cay melomys Melomys rubicola . W 2016 roku ogłosił wyginięcie na Bramble Cay , gdzie była endemiczna, a prawdopodobnie również na całym świecie, a główną przyczyną była utrata siedlisk z powodu wzrostu poziomu morza.

Ekosystemy przybrzeżne stoją w obliczu drastycznych zmian w wyniku podnoszenia się poziomu mórz. Wiele systemów może ostatecznie zostać utraconych, gdy poziom mórz podniesie się zbyt mocno lub zbyt szybko. Niektóre ekosystemy mogą przesuwać ląd do wewnątrz ze znakiem przypływu, ale wiele z nich nie może migrować ze względu na naturalne lub sztuczne bariery. Ten nadmorski zwężenie, czasami nazywany „wycisnąć przybrzeżne” przy rozważaniu barier przez człowieka, może doprowadzić do utraty siedlisk, takich jak bagien i mokradeł .

Ekosystem namorzynowy jest jednym z ekosystemów, na które wpływa podnoszący się poziom mórz. Jest to ekologiczna całość złożona z roślin namorzynowych porastających równiny błotne tropikalnego wybrzeża. Jej wartość ekologiczna jest wysoka, ponieważ jest idealnym domem dla wielu gatunków. W ostatnich latach namorzyny przemieszczały się w głąb lądu, ale ich sukces zależy od różnych informacji środowiskowych, takich jak topografia i geologia. Im cieplejszy klimat, tym większe rosną. Oddychające korzenie lub pneumatofory namorzynu mogą osiągać nawet pół metra wysokości. Namorzyny i bagna pływowe dostosowują się do podnoszącego się poziomu mórz, budując w pionie, wykorzystując nagromadzone osady i materię organiczną . Jeśli wzrost poziomu morza będzie zbyt szybki, nie będą w stanie nadążyć i zamiast tego zostaną zanurzone. Mówiąc dokładniej, jeśli tempo odkładania się namorzynów nie nadąża za wzrostem poziomu morza, kluczem do wyginięcia ekosystemu namorzynowego jest związek między tempem migracji śródlądowej a tempem podnoszenia się poziomu morza. Jeśli poziom mórz podniesie się szybciej niż namorzyny mogą przenieść się na ląd, może to prowadzić do utraty ekosystemów. Zdolność namorzynów do przetrwania wydarzeń związanych z podnoszeniem się poziomu morza zależy od ich zdolności do migracji w głąb lądu. Ponieważ oba ekosystemy chronią przed falami sztormowymi, falami i tsunami, ich utrata pogarsza skutki podnoszenia się poziomu morza. Działalność człowieka, taka jak budowa tam, może ograniczać dostarczanie osadów na tereny podmokłe, a tym samym uniemożliwiać naturalne procesy adaptacyjne. W konsekwencji nieunikniona jest utrata niektórych bagien pływowych .

Gdy woda morska dotrze w głąb lądu, mogą wystąpić problemy związane ze skażonymi glebami. Ponadto ryby, ptaki i rośliny przybrzeżne mogą utracić część swojego siedliska. Koral, ważny dla życia ptaków i ryb, musi rosnąć pionowo, aby pozostać blisko powierzchni morza, aby uzyskać wystarczającą ilość energii ze światła słonecznego. Do tej pory był w stanie utrzymać pionowy wzrost wraz ze wzrostem mórz, ale może nie być w stanie tego zrobić w przyszłości. W 2016 roku doniesiono, że melomys Bramble Cay , które żyły na wyspie Wielkiej Rafy Koralowej , prawdopodobnie wyginęły z powodu zalania spowodowanego podnoszeniem się poziomu morza. Raport ten został potwierdzony przez rząd federalny Australii, gdy w lutym 2019 r. ogłosił wymarcie melomys Bramble Cay, czyniąc ten gatunek pierwszym znanym ssakiem, który wyginął w wyniku podniesienia się poziomu morza.

Dostosowanie

Afisz „Morze wschodzi”, podczas Marszu Ludowego Klimatu (2017) .

Opcje adaptacji do wzrostu poziomu morza można ogólnie podzielić na odosobnienie, zakwaterowanie i ochronę . Wycofywanie się to przenoszenie ludzi i infrastruktury na mniej narażone obszary oraz zapobieganie dalszemu rozwojowi na obszarach zagrożonych. Ten rodzaj adaptacji jest potencjalnie destrukcyjny, ponieważ przemieszczenie ludzi może prowadzić do napięć. Opcje zakwaterowania to pomiary, które sprawiają, że społeczeństwa są bardziej elastyczne na podnoszenie się poziomu morza. Przykładami są uprawa roślin spożywczych, które tolerują wysoką zawartość soli w glebie i wprowadzanie nowych standardów budowlanych, które wymagają budowania wyższych budynków i mniej szkód w przypadku wystąpienia powodzi. Wreszcie obszary mogą być chronione przez budowę tam, grobli i poprawę naturalnych mechanizmów obronnych. Bardziej szczegółowo, istniejące problemy podzielono na dwie części: jedna to zanieczyszczenie wody, a druga to wezbrania sztormowe i powodzie. Poza tym fale sztormowe i powodzie mogą być natychmiastowe i niszczyć miasta, a niektóre obszary przybrzeżne zaczęły inwestować w zawory burzowe, aby radzić sobie z częstszymi i poważnymi powodziami podczas przypływów.

Te opcje adaptacji można dalej podzielić na twarde i miękkie . Twarda adaptacja opiera się głównie na kapitałochłonnej infrastrukturze zbudowanej przez człowieka i obejmuje wielkoskalowe zmiany w ludzkich społecznościach i systemach ekologicznych. Ze względu na dużą skalę często nie jest elastyczny. Miękka adaptacja obejmuje wzmacnianie naturalnych mechanizmów obronnych i strategii adaptacyjnych w społecznościach lokalnych oraz stosowanie prostej i modułowej technologii, która może być lokalnie własnością. Te dwa rodzaje adaptacji mogą się uzupełniać lub wzajemnie wykluczać.

Trwa odżywianie plaży w Barcelonie .

Wiele krajów opracowuje konkretne plany adaptacji. Przykładem jest rozbudowa Delta Works w Holandii, kraju, który znajduje się częściowo poniżej poziomu morza i ulega subsydiowaniu. W 2008 roku holenderska Komisja Delta poinformowała w raporcie, że Holandia będzie potrzebowała ogromnego nowego programu budowlanego, aby wzmocnić obronę wodną kraju przed podnoszącym się morzem przez następne 190 lat. Obejmowało to sporządzenie najgorszych planów ewakuacji. Plan przewidywał również ponad 100 miliardów euro nowych wydatków do roku 2100 na środki zapobiegawcze, takie jak poszerzenie wydm przybrzeżnych oraz wzmocnienie wałów morskich i rzecznych . Komisja stwierdziła, że ​​kraj musi zaplanować podniesienie Morza Północnego do 1,3 metra (4 stopy 3 cale) do 2100 r. i zaplanować wzrost o 2–4 m (7–13 stóp) m do 2200 r.

Aby zaradzić zagrożeniu wzrostu poziomu morza w Bangladeszu , w 2018 r. uruchomiono Bangladesz Delta Plan 2100. W 2020 r. zaobserwowano, że nie spełnił większości swoich początkowych celów. Postęp jest monitorowany .

Amerykańskie miasta nadbrzeżne prowadzą odżywianie plaż , znane również jako uzupełnianie plaż , gdzie wydobywany piasek jest przewożony i dodawany, oprócz innych środków adaptacyjnych, takich jak podział na strefy, ograniczenia dotyczące finansowania przez państwo i normy kodeksu budowlanego. Niektóre narody wyspiarskie, takie jak Republika Malediwów , Kiribati i Tuvalu, rozważają międzynarodową migrację swojej populacji w odpowiedzi na podnoszenie się mórz. Przeprowadzka do różnych krajów nie jest łatwym rozwiązaniem, ponieważ ci, którzy się przeprowadzają, muszą mieć stały dochód i sieć społeczną w swoim nowym kraju. Łatwiej byłoby przystosować się lokalnie, przesuwając się dalej w głąb lądu i zwiększając podaż osadów potrzebnych do naturalnej ochrony przed erozją. W wyspiarskim kraju Fidżi mieszkańcy odnawiają rafy koralowe i namorzyny, aby chronić się przed powodziami i erozją, co szacuje się na bardziej opłacalne niż budowanie wałów przeciwpowodziowych.

Adaptacja do podnoszącego się poziomu morza często musi uwzględniać inne problemy środowiskowe, takie jak osiadanie terenu lub niszczenie siedlisk . W 2019 roku The prezydent Indonezji , Joko Widodo , oświadczył, że miasto Dżakarta jest tonący w stopniu, który wymaga od niego, aby przenieść stolicę do innego miasta. Badanie przeprowadzone w latach 1982-2010 wykazało, że niektóre obszary Dżakarty toną nawet o 28 cm (11 cali) rocznie z powodu wiercenia wód gruntowych i ciężaru budynków, a problem jest teraz zaostrzany przez wzrost poziomu morza . Istnieją jednak obawy, że budowa w nowej lokalizacji zwiększy wylesianie tropikalne . Inne tak zwane tonące miasta , takie jak Bangkok czy Tokio, są podatne na to pogłębianie się wraz ze wzrostem poziomu morza.

Zobacz też

Bibliografia

Źródła

Dalsza lektura


Zewnętrzne linki