Quando ti chiedi quali siano le maggiori domande scientifiche senza risposta, "come sono cambiati i livelli del mare negli ultimi 100 anni?" è improbabile che figuri in cima alla lista. Dopotutto, non l'abbiamo già capito? Si scopre che ottenere un quadro completo di come i nostri oceani stanno cambiando non è un compito semplice, ma è vitale per fare proiezioni future.

In un documento pubblicato in Natura questa settimana, il mio gruppo di ricerca ha sviluppato un metro di valutazione più accurata per la misurazione del livello del mare, che offre indizi di una discrepanza che gli scienziati si sono cimentati per anni e potenzialmente visione proiezioni future di aumento del livello del mare.

osservazioni del livello del mare sopra il 20th secolo provengono da record marea a scartamento, che, nella loro forma più semplice, sono essenzialmente parametri di valutazione collegati al coste di tutto il mondo. La copertura globale di queste misure è limitata, in particolare all'inizio del secolo 20th e nel sud del mondo. Inoltre, anche i record più completi possono includere lacune significative nel tempo. L'incompletezza di questi record rende ottenendo stime del livello medio del mare globale molto difficile.

L'ultimo rapporto dell'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ha incluso due diverse stime sull'aumento globale del livello del mare nel 20esimo secolo. La prima stima proveniva da una serie di studi precedentemente pubblicati che analizzavano direttamente le osservazioni di maree. La velocità 1901-1990 ottenuta utilizzando questi approcci rientra nell'intervallo tra 1.5 e 2 millimetri all'anno.

La seconda stima è stata calcolata aggiungendo stime da singole fonti, come l'acqua di fusione dal ghiaccio sulla terra e l'espansione dell'oceano. Questo approccio "dal basso verso l'alto" ha prodotto un tasso inferiore di 1 a 1.2 millimetri all'anno nello stesso periodo di tempo.

Analizzando le impronte digitali

Spiegando la differenza tra queste due stime diverse è stato un problema pressante all'interno della comunità del livello del mare. La maggior parte degli scienziati ritengono che la stima più alta derivato da record marea a scartamento, ma hanno messo in discussione la "bottom-up" stima più bassa.

Una possibile spiegazione è che le stime della Groenlandia e dell'Antartico di fusione nel corso del secolo potrebbero essere stati sottovalutati. Misure di bilanci di massa delle lastre di ghiaccio si sono tradizionalmente provengono da misurazioni a terra e osservazioni satellitari. Tuttavia, queste osservazioni sono molto limitate.

Fu allora che iniziammo a chiederci se fosse possibile o meno utilizzare le osservazioni a livello del mare per tentare di stimare la quantità di ghiaccio e ghiacciai individuali che si stavano sciogliendo. Potremmo usare le osservazioni di maree sull'20esimo secolo per dedurre come i contributi individuali si combinano per produrre l'aumento globale dei livelli del mare?

Affrontare questa domanda si è rivelata molto più impegnativa di quanto inizialmente nessuno di noi pensasse. La fisica che ci consente di affrontare questo problema deriva dal capire perché il livello del mare a un indicatore di marea è diverso dal livello del mare a un altro.

Ci sono una varietà di fattori che influenzano le misure del livello del mare locali. Questi includono gli effetti in corso a causa dell'ultima era glaciale, il riscaldamento e l'espansione del mare a causa del riscaldamento globale, i cambiamenti nella circolazione oceanica e oggi scioglimento dei ghiacci terreno.

Centro spaziale e di volo della NASA Goddard, CC Tutti questi processi producono modelli unici, o "impronte digitali", di cambiamenti a livello del mare che possiamo modellare e prevedere. Il nostro obiettivo è stato quello di dedurre i singoli contributi al livello del mare cercando queste impronte digitali nei registri delle maree. Questo tipo di analisi delle "impronte digitali" era stata applicata a record a livello del mare di paleo, ma nessuno aveva tentato di cercare questi modelli previsti nelle osservazioni a livello del mare dell'20 secolo.

Lo sviluppo di un metodo per l'impronta digitale dei record del livello del mare comportava l'utilizzo di analisi dei dati e tecniche statistiche comuni in altri campi come l'ingegneria, l'economia e la meteorologia. Abbiamo riunito queste tecniche e le abbiamo applicate, per la prima volta, al campo della ricerca a livello del mare.

In sostanza, il nostro metodo estrae informazioni globale dalle osservazioni locali limitate. Una volta che abbiamo iniziato applicando il nostro approccio statistico al record di marea a scartamento, ci siamo resi conto che avremmo potuto aggiungere tutti i nostri contributi individuali stimate per produrre un record di cambiamento del livello del mare media globale nel corso del tempo. Abbiamo pensato che la nostra stima sarebbe d'accordo con i risultati pubblicati in precedenza, ma quello che abbiamo trovato era in realtà molto diversa.

I risultati della nostra analisi mostrano che la stima precedente per 1901-1990 era troppo alto. Stimiamo un 1901-1990 "livello del mare aumento" tasso di 1.2 millimetri all'anno, giù da 1.5 millimetri all'anno. Infatti, la nostra stima più bassa è d'accordo con l'approccio "bottom-up", presentato nel IPCC. Si chiude "il bilancio livello del mare" gap eliminando la discrepanza tra i due diversi tipi di misurazioni.

Anche se inizialmente questo potrebbe sembrare un risultato positivo - l'aumento dei livelli del mare è stato più lento nel secolo scorso - non è necessariamente. Quando guardiamo all'innalzamento del livello del mare negli ultimi decenni, scopriamo che il nostro tasso 1993-2010 di 3 millimetri all'anno concorda con i risultati pubblicati in precedenza. Utilizzando il nostro modello, ciò significa che il tasso di innalzamento del livello del mare globale non è aumentato di un fattore due (tre 1.5 millimetri all'anno divisi), ma piuttosto di un fattore di 2.5 (tre diviso per 1.2 millimetri all'anno).

Ciò implica che il tasso di innalzamento del livello globale del mare è più alto 25% negli ultimi decenni - un sostanziale aumento. E questa revisione potrebbe influenzare le proiezioni di futuro innalzamento del livello del mare.

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation
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Circa l'autore

Carling Hay si è unito al gruppo Mitrovica presso il Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie dell'Università di Harvard nell'estate di 2012 dopo aver ricevuto il suo dottorato. in fisica dall'università di Toronto. Uno degli obiettivi principali del lavoro di Carling è rispondere all'importante domanda climatologica: quali sono i diversi contributi ai cambiamenti osservati nel livello del mare? La sua ricerca si concentra sull'utilizzo di tecniche statistiche per comprendere meglio il livello medio del mare durante i periodi caldi attuali e passati e per sviluppare gli strumenti necessari per estrarre informazioni di origine da record storici a livello del mare.