når du spørger dig selv, hvad de største ubesvarede videnskabelige spørgsmål er, "hvordan har havniveauet ændret sig i løbet af de sidste 100 år?" sandsynligvis ikke vises øverst på din liste. Når alt kommer til alt, har vi ikke allerede fundet ud af det? Det viser sig, at det ikke er en simpel opgave at få et komplet billede af, hvordan vores have har ændret sig, men alligevel er afgørende for fremtidige fremskrivninger.

I et papir udgivet i Natur denne uge udviklede min forskergruppe en mere nøjagtig målestok til måling af stigende havniveauer, hvilket giver ledetråde til et uoverensstemmelse, som forskere har kæmpet med i årevis og potentielt indsigt i fremtidige fremskrivninger af stigningen i havstanden.

Havniveauobservationer over det 20th århundrede stammer fra tidevandsmåleregistreringer, som i deres enkleste form hovedsagelig er målestokke bundet til kyster over hele verden. Den globale dækning af disse målinger er begrænset, især i starten af ​​det 20th århundrede og på den sydlige halvkugle. Derudover kan selv de mest komplette poster indeholde betydelige huller i tiden. Ufuldstændigheden af ​​disse poster gør det svært at få skøn over den globale gennemsnitlige havniveau.

Den seneste rapport fra Det Mellemstatslige Panel for Klimaændringer (IPCC) indeholdt to forskellige skøn over den globale stigning i havoverfladen i det 20th århundrede. Det første skøn kom fra en pakke af tidligere offentliggjorte undersøgelser, der analyserede tidevandsmålingens observationer direkte. 1901-1990-hastigheden opnået ved anvendelse af disse fremgangsmåder falder i intervallet fra 1.5 til 2 millimeter om året.

Det andet estimat blev beregnet ved at tilføje estimater fra individuelle kilder, såsom smeltende vand fra is på land og ekspansion af havet. Denne "bottom-up" tilgang frembragte en lavere hastighed på 1 til 1.2 millimeter om året over den samme tidsperiode.

Analyse af fingeraftryk

At forklare forskellen mellem disse to forskellige skøn har været et presserende spørgsmål inden for havoverfladen. De fleste forskere mener, at det højere estimat stammer fra tidevandsmåleregistre, men de har sat spørgsmålstegn ved det lavere ”bottom-up” -estimat.

En mulig forklaring er, at estimater af smeltning af Grønland og Antarktis gennem århundrede muligvis er blevet undervurderet. Målinger af ispladsmassevægte er traditionelt kommet fra jordbaserede målinger og satellitobservationer. Disse observationer er imidlertid også meget begrænsede.

Det var da vi begyndte at spørge os selv, om det var muligt at bruge havovervågningsobservationer for at prøve at estimere, hvor meget individuelle isark og gletsjere har smeltet. Kunne vi bruge tidevandsobservationer i det 20th århundrede til at udlede, hvordan individuelle bidrag kombineres for at producere den globale stigning i havets niveauer?

At tage dette spørgsmål viste sig at være meget mere udfordrende end nogen af ​​os oprindeligt troede. Den fysik, der giver os mulighed for at tackle dette problem, kommer ned på forståelsen af, hvorfor havniveauet i en tidevandsmåler er anderledes end havoverfladen i en anden.

Der er en række faktorer, der påvirker de lokale havniveaumålinger. Disse inkluderer løbende effekter på grund af den sidste istid, opvarmning og udvidelse af havet på grund af global opvarmning, ændringer i havcirkulationen og nutidig smeltning af landis.

NASA Goddard Space and Flight Center, CC Alle disse processer producerer unikke mønstre eller "fingeraftryk" af ændringer i havoverfladen, som vi kan modellere og forudsige. Vores mål har været at udlede de individuelle bidrag til havoverfladen ved at lede efter disse fingeraftryk i tidevandsmåleren. Denne type "fingeraftryk" -analyse var blevet anvendt på paleo-havniveauoptegnelser, men ingen havde forsøgt at kigge efter disse forudsagte mønstre i 20-århundredets havoverfladsobservationer.

Udviklingen af ​​en måde at fingeraftryk moderne havniveau registreringer involverede trækker på dataanalyse og statistiske teknikker, der er almindelige inden for andre områder såsom teknik, økonomi og meteorologi. Vi samlede disse teknikker og anvendte dem for første gang inden for forskning på havoverfladen.

I det væsentlige udtrækker vores metode global information fra de begrænsede lokale observationer. Da vi begyndte at anvende vores statistiske tilgang til tidevandsmåleregistre, indså vi, at vi kunne tilføje alle vores estimerede individuelle bidrag til at producere en registrering af global gennemsnitlig ændring af havniveauet over tid. Vi antog, at vores estimat ville stemme overens med de tidligere publicerede resultater, men det, vi fandt, var faktisk ganske anderledes.

Resultaterne af vores analyse viser, at det forrige skøn for 1901-1990 var for høj. Vi estimerer en 1901-1990 "stigning i havniveauet" på 1.2 millimeter pr. År ned fra 1.5 millimeter om året. Faktisk stemmer vores lavere estimat overens med ”bottom-up” -metoden præsenteret i IPCC. Det lukker kløften mellem havoverfladen ved at eliminere uoverensstemmelsen mellem de to forskellige målingstyper.

Selv om dette oprindeligt kan synes at være et positivt resultat - at stigningen i havniveauet var langsommere sidste århundrede - er det ikke nødvendigvis. Når vi ser på stigningen i havniveauet i de sidste par årtier, finder vi, at vores 1993-2010-hastighed på 3 millimeter om året stemmer overens med tidligere offentliggjorte resultater. Ved hjælp af vores model betyder dette, at graden af ​​stigning i den globale havniveau ikke er steget med en faktor på to (tre opdelte 1.5 millimeter om året), men snarere med en faktor på 2.5 (tre divideret med 1.2 millimeter om året).

Det indebærer, at graden af ​​stigning i verdenshaven er 25% højere i de seneste årtier - en betydelig stigning. Og denne revision kan påvirke fremskrivningerne af den fremtidige stigning i havoverfladen.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation
Læs oprindelige artikel.

Om forfatteren

Carling Hay blev medlem af Mitrovica-gruppen ved Harvard University's Department of Earth and Planetetary Sciences sommeren 2012 efter at have modtaget sin ph.d. i fysik fra University of Toronto. Et af hovedmålene i Carlings arbejde er at besvare det vigtige klimatologiske spørgsmål: hvad er de forskellige bidragydere til de observerede ændringer i havoverfladen? Hendes forskning fokuserer på at bruge statistiske teknikker til bedre at forstå den globale gennemsnitlige havniveau i nuværende og tidligere varme perioder og at udvikle de nødvendige redskaber til at udtrække kildeoplysninger fra historiske havniveauoptegnelser.