høne du spør deg selv hva de største ubesvarte vitenskapelige spørsmålene er, "hvordan var havnivået endret i løpet av de siste 100-årene?" er det lite sannsynlig at det vises øverst på listen din. Tross alt, har vi ikke allerede funnet ut det? Det viser seg at å få et komplett bilde av hvordan våre hav har endret seg, er ikke en enkel oppgave, men er avgjørende for å lage fremtidige fremskrivninger.

I et papir publisert i Natur Denne uken utviklet min forskergruppe en mer nøyaktig målestokk for å måle stigende havnivåer, noe som gir tegn på uoverensstemmelse som forskere har grepet med i årevis og potensielt innblikk i fremtidige fremskrivninger av stigningen i havnivået.

Observasjoner fra havnivå i løpet av 20-tallet kommer fra tidevannspor, som i sin enkleste form er i hovedsak målestokk knyttet til kystlinjer rundt om i verden. Den globale dekningen av disse målingene er begrenset, spesielt i begynnelsen av 20-tallet og på den sørlige halvkule. I tillegg kan selv de mest komplette dokumentene inneholde betydelige hull i tid. Ufullstendigheten av disse postene gjør det vanskelig å få estimater av det globale gjennomsnittlige havnivået.

Den siste rapporten fra det klimapanelte klimapanelet (IPCC) inkluderte to forskjellige estimater av den globale økningen i havnivå i løpet av 20-tallet. Det første estimatet kom fra en serie tidligere publiserte studier som analyserte tidevannmålene direkte. 1901-1990-hastigheten oppnådd ved hjelp av disse tilnærmingene faller i området 1.5 til 2 millimeter per år.

Det andre estimatet ble beregnet ved å legge til estimater fra individuelle kilder, for eksempel smeltevann fra is til land og ekspansjon av havet. Denne "bottom-up" -tilnærming ga en lavere hastighet på 1 til 1.2 millimeter per år i samme tidsperiode.

Analyserer fingeravtrykkene

Forklaringen på forskjellen mellom disse to forskjellige estimatene har vært et presserende problem innen havnivået. De fleste forskere tror det høyere estimatet avledet av tidevannspor, men de har stilt spørsmålstegn ved det lavere "bottom-up" estimatet.

En mulig forklaring er at estimater av Grønland og Antarktis som smelter over århundret, kan ha vært undervurdert. Målinger av ismassevektbalanser har tradisjonelt kommet fra jordbaserte målinger og satellittobservasjoner. Imidlertid er disse observasjonene også svært begrenset.

Det var da vi begynte å spørre oss selv om det var mulig å bruke observasjoner på sjønivå for å prøve å anslå hvor mye enkelte islag og isbreer har smeltet. Kan vi bruke tidevannmålinger i løpet av 20-tallet for å avlede hvordan individuelle bidrag kombinerer for å produsere den globale økningen i havnivået?

Å adressere dette spørsmålet viste seg å være mye mer utfordrende enn noen av oss opprinnelig tenkte. Fysikken som gjør at vi kan takle dette problemet, kommer ned til å forstå hvorfor havnivået ved en tidevannsmåler er forskjellig fra havnivået til et annet.

Det finnes en rekke faktorer som påvirker lokale havnivåmålinger. Disse inkluderer løpende effekter på grunn av den siste istiden, oppvarming og ekspansjon av havet på grunn av global oppvarming, endringer i havsirkulasjon og dagens smelting av isis.

NASA Goddard Space and Flight Center, CC Alle disse prosessene produserer unike mønstre, eller "fingeravtrykk", av havnivåendring som vi kan modellere og forutsi. Vårt mål har vært å utlede de individuelle bidragene til havnivå ved å lete etter disse fingeravtrykkene i tidevannsporene. Denne typen "fingeravtrykk" -analyse hadde blitt brukt på paleo-sjønivårekord, men ingen hadde forsøkt å lete etter disse spådde mønstrene i observasjoner fra observasjoner fra 20-tallet på sjøen.

Utvikling av en måte å fingeravtrykk moderne havnivåregistre involverte å trekke på dataanalyse og statistiske teknikker som er felles på andre områder som engineering, økonomi og meteorologi. Vi samlet disse teknikkene og brukte dem for første gang på feltet forskning på sjønivå.

I hovedsak trekker vår metode global informasjon fra de begrensede lokale observasjonene. Når vi begynte å bruke vår statistiske tilnærming til tidevannspor, registrerte vi at vi kunne legge til alle våre estimerte individuelle bidrag for å produsere en oversikt over global gjennomsnittlig havnivåendring over tid. Vi antok at vårt estimat ville være enig med tidligere publiserte resultater, men det vi fant var faktisk ganske annerledes.

Resultatene av vår analyse viser at forrige estimat for 1901-1990 var for høyt. Vi estimerer en 1901-1990 "havnivåstigning" på 1.2 millimeter per år, ned fra 1.5 millimeter per år. Faktisk stemmer vårt lavere estimat med "bottom-up" tilnærmingen presentert i IPCC. Den lukker gapet på havnivåbudsjettet ved å eliminere uoverensstemmelsen mellom de to ulike måtene.

Selv om dette i utgangspunktet ser ut til å være et positivt resultat - at økningen i havnivået var tregere i forrige århundre - er det ikke nødvendigvis. Når vi ser på havnivåstigning de siste tiårene, finner vi at vår 1993-2010-hastighet på 3 millimeter per år er i samsvar med tidligere publiserte resultater. Ved hjelp av vår modell betyr dette at frekvensen av global sivennivåøkning har økt ikke med en faktor på to (tre delte 1.5 millimeter per år), men heller med en faktor 2.5 (tre delt med 1.2 millimeter per år).

Det innebærer at frekvensen av den globale havnivåstigningen er 25% høyere de siste tiårene - en betydelig økning. Og denne revisjonen kan påvirke fremskrivninger av fremtidig havnivåstigning.

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

Om forfatteren

Carling Hay sluttet seg til Mitrovica-gruppen ved Harvard Universitys Department of Earth and Planetary Sciences i sommer 2012 etter å ha mottatt Ph.D. i fysikk fra University of Toronto. Et av hovedmålene med Carlings arbeid er å svare på det viktige klimatologiske spørsmålet: hva er de ulike bidragsyterne til de observerte endringene i havnivå? Hennes forskning fokuserer på å bruke statistiske teknikker for å bedre forstå det globale gjennomsnittlige havnivået i nåværende og tidligere varme perioder, og å utvikle verktøyene som er nødvendige for å trekke ut kildeinformasjon fra historiske havnivåregistre.