Dove i modelli climatici naturali stanno creando punti caldi di rapido aumento del livello del mare

Dove i modelli climatici naturali stanno creando punti caldi di rapido aumento del livello del mare
Inondazione di giorno pieno alta marea fastidio nel centro di Miami in Florida. L'alta marea del mattino in ottobre 17, 2016.
Foto: Wikimedia

Per gli americani che vivono lungo le coste orientali e del Golfo del Messico, la fine del 2017 Atlantic hurricane season il novembre 30 è stato un sollievo. I meteorologi di quest'anno hanno registrato le tempeste denominate 17, di cui 10 è diventato uragano. Sei erano i principali uragani (categoria 3 o più forti), e tre sono atterrati: Harvey in Texas, Irma nei Caraibi e in Florida, e Maria nei Caraibi e Porto Rico. E 'stata la stagione più costosa di sempre, infliggendo più di US $ 200 miliardi di danni.

Molti scienziati hanno trovato prove del fatto che il cambiamento climatico sta amplificando gli impatti degli uragani. Ad esempio, diversi studi Appena pubblicato a dicembre 2017 conclude che i cambiamenti climatici indotti dall'uomo hanno reso più intense le precipitazioni durante l'uragano Harvey. Ma il cambiamento climatico non è l'unico fattore che rende gli uragani più dannosi.

In un studio siamo stati co-autrici con il nostro collega Jon Martin, abbiamo dimostrato che due processi convergenti di clima naturale hanno creato un "punto caldo" da Cape Hatteras, North Carolina a Miami, dove i livelli del mare sono aumentati sei volte più velocemente rispetto alla media globale tra 2011 e 2015. Abbiamo anche mostrato che tali punti caldi si sono verificati in altri punti lungo la costa orientale nel secolo scorso. Ora vediamo le indicazioni che si sta sviluppando in Texas e in Louisiana, dove probabilmente ha amplificato le inondazioni durante Harvey - e potrebbe rendere più dannose le future tempeste costiere.

eventi annuali di inondazioneQuasi ogni sito misurato ha subito un aumento delle inondazioni costiere dagli 1950. Il tasso sta accelerando in molte località lungo la costa orientale e del Golfo. USEPA

Risolvere un puzzle di salinità

Il nostro lavoro è iniziato quando Jon Martin ha mostrato uno di noi (Arnoldo) dati sulla salinità dell'acqua intrappolata tra i sedimenti che rivestono il pavimento del Indian River Lagoon nella Florida centrale orientale. Qui acque sotterranee con piscine a zero salinità lungo la costa dietro diverse isole barriera. Jon e il suo gruppo di ricerca stavano analizzando i cambiamenti nella chimica dell'acqua e hanno scoperto che la salinità era aumentata drasticamente nel decennio precedente. Questo suggeriva che l'acqua salata si stava rapidamente introducendo nella laguna.

Questo processo è in genere guidato dall'innalzamento del livello del mare o dagli uomini che pompano acqua fresca dal sottosuolo, o da una combinazione dei due. Arnoldo consultato dati online dalla National Oceanic and Atmospheric Administration, e ha rilevato che l'innalzamento del livello del mare si era accelerato rapidamente nel vicino Trident Pier tra 2011 e 2015. Mentre il livello del mare globale è aumentato a un ritmo medio di circa 1 piedi al secolo, questo sito ha registrato un aumento di circa 5 pollici in soli cinque anni.

Quando Arnoldo ha condiviso questa scoperta con Andrea, esperta internazionale del passato innalzamento del livello del mare, è stata pavimentata. Questi tassi erano dieci volte più alti dei tassi a lungo termine dell'aumento del livello del mare lungo la costa della Florida. Ulteriori indagini hanno mostrato che tutti gli indicatori delle maree a sud di Cape Hatteras hanno mostrato un aumento simile durante lo stesso periodo. Ciò sollevò due domande: erano già stati osservati tassi simili di aumento rapido del livello del mare negli Stati Uniti sudorientali? E cosa stava causando questa accelerazione temporanea?


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Modelli climatici convergenti

Lavoro precedente lungo la costa atlantica aveva identificato l'area a nord di Cape Hatteras come vulnerabile a tassi accelerati di innalzamento del livello del mare, in particolare nel contesto del cambiamento climatico. Si prevede che il riscaldamento del pianeta indebolirà la Corrente del Golfo, una potente corrente dell'Oceano Atlantico che allontana l'acqua dalla costa orientale e la trasporta verso nord. Rallentando la Corrente del Golfo si lascia più acqua sul posto lungo la costa, aumentando i livelli del mare.

Ma questo meccanismo non potrebbe spiegare un salto di questa portata nei livelli del mare a sud del Capo. Un altro studio precedente offerto un ulteriore indizio Ha proposto che il North Atlantic Oscillation (NAO), un andamento altalenante della pressione atmosferica su diverse regioni dell'Oceano Atlantico settentrionale, potrebbe spiegare lo spostamento della posizione delle variazioni a breve termine dell'aumento del livello del mare.

I cambiamenti nella NAO alterano la posizione della corrente a getto, i modelli del vento e le tracce delle tempeste, che influiscono sulla distribuzione dell'acqua nel bacino del Nord Atlantico. In definitiva, gli effetti cumulativi della NAO sull'oceano determinano se l'acqua si accumulerà a nord oa sud di Cape Hatteras. Quindi, l'acqua si accumulava preferenzialmente a nord di Cape Hatteras nel periodo 2009-2010, e a sud da 2011 a 2015.

North Atlantic Oscillation (NAO)
Quando la NAO si trova nella sua fase positiva (a sinistra), il contrasto tra l'alta pressione sulle Azzorre e la bassa pressione nell'estremo nord Atlantico è più forte del normale, il che porta a lievi tempeste nell'Europa settentrionale e all'essiccamento nel Mediterraneo. Ma quando il contrasto è più basso del normale, la NAO entra nella sua fase negativa (a destra), portando a condizioni climatiche fredde e secche nell'Europa settentrionale e condizioni di umidità a sud.
UCAR, CC BY-ND

Questo meccanismo correlato alla NAO spiegava dove si potevano verificare accelerazioni a livello del mare lungo la costa atlantica, ma non sembravano spiegare il loro tempismo. Abbiamo riempito gli spazi vuoti esaminando i record di maree nel secolo scorso lungo l'intera costa atlantica degli Stati Uniti. Questa revisione ha mostrato che i tempi delle accelerazioni a breve termine sul livello del mare, che duravano da uno a diversi anni, erano correlati al segnale accumulato di un altro pattern climatico ricorrente: El Niño Southern Oscillationo ENSO, che è il risultato di un'oscillazione della pressione atmosferica nel bacino dell'Oceano Pacifico tropicale.

Anche se ENSO si verifica nel Pacifico, i suoi effetti propagarsi attraverso il Nord America, alterando le temperature dell'aria e i regimi eolici negli Stati Uniti orientali. Questi cambiamenti nelle distribuzioni eoliche possono influenzare il trasporto dell'acqua nell'Oceano Atlantico settentrionale, causando a volte lo sviluppo lungo la costa orientale degli Stati Uniti. Altri scienziati hanno mostrato che questo trasporto determina in definitiva i tempi delle accelerazioni a breve termine dell'aumento del livello del mare lungo la costa atlantica degli Stati Uniti.

In sintesi, abbiamo scoperto che le accelerazioni a breve termine dell'aumento del livello del mare si sono ripetutamente verificate nel corso dell'ultimo secolo, a volte a sud di Cape Hatteras ea volte a nord del Capo. Questi punti caldi possono superare i tassi di 4 pollici in cinque anni e possono verificarsi ovunque lungo la costa atlantica degli Stati Uniti. Si formano quando i segnali accumulati di ENSO e NAO convergono, spostando l'acqua di mare verso la costa.

Una wild card per le inondazioni costiere

La nostra ricerca ha gravi implicazioni per i pianificatori costieri. Il riscaldamento globale sta innalzando il livello del mare lungo tutta la costa atlantica e le comunità dovrebbero prepararsi per questo. Inoltre, i nostri risultati mostrano che il livello del mare può salire e scendere intorno a questo livello di più di 4 pollici su un periodo di cinque anni, a causa della variabilità delle interazioni oceano-atmosfera nei bacini del Pacifico e dell'Oceano Atlantico. Questa variabilità può verificarsi nel corso di cinque anni fino a 10.

Questi punti caldi amplificano la gravità delle inondazioni costiere già esistente dalle tempeste e dalle maree del re. Residenti tra Charleston, South Carolina e Jacksonville, in Florida - un tratto in cui i livelli del mare sono almeno 4 pollici (10 centimetri) più alti di quelli di 2010 - lo hanno trovato nel modo più difficile.

I residenti di Miami Beach stanno affrontando drammatici aumenti delle inondazioni causate dall'innalzamento del livello del mare.

Ora stiamo osservando i dati dal Golfo del Messico, dove le stazioni di marea mostrano anche livelli di acqua che sono in genere superiori al previsto. L'aumento lungo la costa del Golfo della Florida ha superato il suo picco, ma il Texas e la Louisiana stanno ancora assistendo ad un'accelerazione nell'innalzamento del livello del mare. Le accelerazioni nell'innalzamento del livello del mare sono difficili da prevedere e non è chiaro se diventeranno più gravi nel tempo. Ma rendono ancora più urgente per le comunità costiere aumentare seriamente il livello del mare oggi.

Riguardo agli Autori

Arnoldo Valle-Levinson, professore di ingegneria civile e costiera, University of Florida e Andrea Dutton, Assistant Professor of Geology, University of Florida

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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