Hvor naturlige klimamønstre skaper varme flekker med rask havnivåstigning

Hvor naturlige klimamønstre skaper varme flekker med rask havnivåstigning
Solskinns flodoverflod i sentrum av Miami Florida. Morgenen høyvann på oktober 17, 2016.
Foto: Wikimedia

For amerikanere som bor langs øst og Mexicogolfen kysten, slutten av 2017 Atlantic orkan sesongen på november 30 var en lettelse. Årets prognoser registrerte 17 navngitt stormer, hvorav 10 ble orkaner. Seks var store orkaner (Kategori 3 eller sterkere), og tre laget landfall: Harvey i Texas, Irma i Karibien og Florida, og Maria i Karibia og Puerto Rico. Det var den mest kostbare sesongen noensinne, forårsaker mer enn US $ 200 milliarder i skader.

Mange forskere har funnet bevis på at klimaendringer forsterker orkanernes innflytelse. For eksempel flere studier nettopp publisert i desember 2017 konkluderer med at menneskeskapte klimaendringer gjorde nedbør under orkanen Harvey mer intens. Men klimaendringer er ikke den eneste faktoren som gjør orkanene mer skadelige.

I en studere Vi var medforfatter med vår kollega Jon Martin, viste vi at to konvergerende naturlige klimaprosesser skapte en "hot spot" fra Cape Hatteras, North Carolina til Miami hvor sjønivået steg seks ganger raskere enn det globale gjennomsnittet mellom 2011 og 2015. Vi viste også at slike hotspots har skjedd på andre punkter langs østkysten i løpet av det siste århundre. Nå ser vi indikasjoner på at man utvikler seg i Texas og Louisiana, hvor det sannsynligvis forsterket flom under Harvey - og kunne gjøre fremtidige kyststormmer mer skadelige.

årlige flomhendelserNesten alle målte områder har opplevd en økning i kystflomene siden 1950s. Prisen akselererer på mange steder langs øst og Gulf kysten. USEPA

Løsning av et saltpussel

Vårt arbeid startet da Jon Martin viste en av oss (Arnoldo) saltholdighetsdata fra vann fanget mellom sedimenter som ledde gulvet i Indian River Lagoon i øst sentrale florida. Her grunnvann med null saltholdighet langs kysten bak flere barriereøyer. Jon og hans forskerteam analyserte endringer i vannkjemi og fant at saltholdigheten hadde økt dramatisk i løpet av det foregående tiåret. Dette foreslo at saltvann raskt gikk inn i lagunen.

Denne prosessen drives vanligvis enten ved havstigning eller mennesker som pumper ferskvann fra undergrunnen, eller en kombinasjon av de to. Arnoldo konsultert online data fra National Oceanic og Atmospheric Administration, og fant ut at sjøstigningen hadde akselerert raskt ved nærliggende Trident Pier mellom 2011 og 2015. Mens det globale havnivået har steget i et gjennomsnittlig tempo på omtrent 1 fot per århundre, hadde dette nettstedet registrert en økning på rundt 5 inches på bare fem år.

Da Arnoldo delte dette funnet med Andrea, stakk en internasjonal ekspert på over havet, hun ble gulvet. Disse prisene var ti ganger høyere enn de langsiktige prisene på havnivået stiger langs kysten i Florida. Videre undersøkelse viste at alle tidevannmålere sør for Cape Hatteras viste en lignende oppblåsing i samme periode. Dette reiste to spørsmål: Hadde tilsvarende hastigheter med rask havnivå økning tidligere blitt observert i sørøst-USA? Og hva forårsaket denne midlertidige akselerasjonen?

Konvergerende klima mønstre

Tidligere arbeid langs Atlanterhavskysten hadde identifisert området nord for Cape Hatteras som sårbart for akselerert havnivåstigning, særlig i sammenheng med klimaendringer. Oppvarming av planeten forventes å svekke Gulf Stream, en kraftig Atlanterhavet strøm som trekker vann vekk fra østkysten og bærer den nordover. Senker ned Gulfstrømmen, legger mer vann på plass langs kysten, og øker havnivået.

Men denne mekanismen kunne ikke forklare et hopp av denne størrelsen i havnivåer sør for Kapp. En annen tidligere studie tilbød en ekstra anelse. Det foreslo at Nord-atlantisk oscillasjon (NAO), et seesaw mønster i lufttrykk over forskjellige regioner i Nord-Atlanterhavet, kunne forklare skiftet i posisjonen av kortsiktige variasjoner i havnivåstigning.

Skift i NAO endrer posisjonen til jetstrømmen, vindmønstrene og stormsporene, som alle påvirker vannfordelingen i Nord-Atlanterhavsbassenget. Til slutt bestemmer de kumulative virkningene av NAO på havet om vannet vil ha opp mot nord eller sør for Cape Hatteras. Dermed oppstod vann fortrinnsvis nord for Cape Hatteras i perioden 2009-2010, og i sør fra 2011 til 2015.

Nord-atlantisk oscillasjon (NAO)
Når NAO er i positiv fase (venstre), er kontrasten mellom høytrykk over Azorene og lavt trykk i det nordlige Atlanterhavet sterkere enn normalt, noe som fører til milde stormer over Nord-Europa og tørking over Middelhavet. Men når kontrasten er lavere enn normalt, kommer NAO inn i sin negative fase (til høyre), noe som fører til kaldt, tørt vær i Nord-Europa og våte forhold over hele sør.
UCAR, CC BY-ND

Denne NAO-relaterte mekanismen forklarte hvor havnivå akselerasjoner kunne oppstå langs Atlanterhavskysten, men syntes ikke å forklare deres tidsplan. Vi fylte ut blanks ved å undersøke tidevannmåleregister i løpet av forrige århundre langs hele den amerikanske atlanterhavskysten. Denne vurderingen viste at tidspunktet for kortsiktige havnivåakselerasjoner, som varede i flere år, var korrelert med det akkumulerte signalet til et annet gjentatt klimamønster: The El Niño Southern Oscillation, eller ENSO, som er resultatet av en oscillasjon av atmosfærisk trykk i det tropiske Stillehavsbassenget.

Selv om ENSO forekommer i Stillehavet, er dens effekter forplante seg over Nord-Amerika, endring av lufttemperaturer og vindregimer i østlige USA. Disse endringene i vindfordeling kan påvirke vanntransporten i Nord-Atlanterhavet, noe som fører til at den til tider oppbygges langs den amerikanske østkyst. Andre forskere har vist at denne transporten i siste instans bestemmer tidspunktet for kortsiktige akselerasjoner i havnivået stiger langs den amerikanske atlantiske kysten.

I sammendraget fant vi at kortsiktige akselerasjoner i havnivået har oppstått flere ganger i løpet av forrige århundre, noen ganger forekommende sør for Cape Hatteras og noen ganger fokusert nord for Kapp. Disse hot spots kan overstige antall 4 inches på fem år, og kan forekomme hvor som helst langs den amerikanske atlantiske kysten. De danner når de akkumulerte signalene til ENSO og NAO konvergerer, forflytter sjøvann mot kysten.

Et vill kort for kystflom

Vår forskning har alvorlige implikasjoner for kystplanleggerne. Den globale oppvarmingen øker havnivået langs hele Atlanterhavskysten, og samfunn bør forberede seg på det. I tillegg viser våre funn at havnivået kan stige og falle rundt dette nivået med mer enn 4-tommer over en femårsperiode, på grunn av variabilitet i hav-atmosfæriske samspill i Stillehavs- og Atlanterhavsbassengene. Denne variasjonen kan forekomme i løpet av fem til 10 år.

Disse hot spots forsterker alvorlighetsgraden av kystnære flom som er allerede forekommende fra stormer og kong tidevann. Innbyggere mellom Charleston, South Carolina og Jacksonville, Florida - en strøk hvor havnivået er minst 4 inches (10 centimeter) høyere nå da de var i 2010 - har funnet dette ut på den harde måten.

Miami Beach-beboere håndterer dramatiske økninger i flom drevet av havnivåstigning.

Nå ser vi på data fra Mexicogulfen, hvor tidevannsstasjoner også viser vannlinjer som vanligvis er høyere enn spådd. Økningen langs Florida Gulf Coast er forbi topp, men Texas og Louisiana ser fortsatt en akselerasjon i havnivået. Det er vanskelig å forutsi akselerasjoner i havnivået, og det er uklart om de vil bli mer seriøse over tid. Men de gjør det enda mer presserende for kystsamfunn å ta opp sjønivået i alvorlig grad i dag.

Om forfatterne

Arnoldo Valle-Levinson, professor i sivil og kystteknikk, University of Florida og Andrea Dutton, assisterende professor i geologi, University of Florida

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Bestill ved Arnoldo Valle-Levinson

{amazonWS: searchindex = Bøker, ordenes = 0521899672; maxresults = 1}

Relaterte bøker:

{amazonWS: searchindex = Bøker; søkeord = havnivåstigning; maxresults = 2}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}