Wzrost poziomu morza przyśpiesza - zamaskował to wulkan

Ocieplanie się klimatu przekłada się na zmiany poziomu morza dzięki dwóm mechanizmom: woda z topniejących lodowców i lądolodów spływa do oceanów, a jej ogrzewanie powoduje przy okazji rozszerzanie. W rezultacie objętość wody w oceanach rośnie, a poziom morza się podnosi.

W ostatnich dekadach temperatury były coraz wyższe, co powinno powodować przyspieszenie tempa wzrostu średniego światowego poziomu morza. Jednak niczego takiego nie obserwowaliśmy. Od kiedy w 1993 roku rozpoczęliśmy prowadzenie pomiarów satelitarnych zmian poziomu morza, ich tempo wydaje się utrzymywać na mniej więcej stałym poziomie około 3 mm/rok.

Rysunek 1. Skumulowane zmiany poziomu morza na podstawie pomiarów satelitarnych. Źródło.

Nie tego się spodziewaliśmy… O co może chodzić? Naturalną koleją rzeczy naukowcy postanowili wyjaśnić tę zagadkę.

Rekonstrukcja zmian poziomu morza sprzed pomiarów satelitarnych

Naukowcy, których praca (Fasullo i in., 2016) wyjaśnia wyniki pomiarów, zaczęli od określenia, jak szybko rósł światowy poziom morza zanim rozpoczęto prowadzenie pomiarów satelitarnych.

Zanim w drugiej połowie 1992 roku został wystrzelony pierwszy satelita TOPEX/Poseidon, poziom morza był mierzony głównie z użyciem pływomierzy (mareografów, wodowskazów). Choć zapisy niektórych instrumentów sięgają XVIII wieku, różnorodność technik i warunków pomiarowych powodują, że wykorzystanie jedynie tych danych umożliwia tylko zgrubne określenie tempa wzrostu poziomu morza.

Dla lepszego poznania mechanizmu przeszłych zmian poziomu morza zespół wykorzystał symulacje numeryczne wykonane z użyciem modelu NCAR-based Community Earth System Model. Uruchamiano go 40-razy z zestawem zróżnicowanych (ale historycznie możliwych) warunków początkowych, uzyskując w ten sposób szacowany zakres naturalnej zmienności poziomu morza i wpływających na ten parametr czynników.

Mam Cię!

Część symulacji została przeprowadzona z uwzględnieniem wpływu historycznych erupcji wulkanicznych, a część z ich pominięciem (o wpływie wulkanów na klimat przeczytasz między innymi w artykule Wulkany odpowiedzialne za…wyjątkowo chłodne lata). Porównanie wyników obu serii symulacji pozwoliło na zrozumienie wpływu wulkanów na zmiany poziomu morza.

Rysunek 2. Wybuch Mount Pinatubo w 1991 roku. Źródło USGS.

Wyniki symulacji pokazały, że skutki wybuchu wulkanu Mt. Pinatubo – duże emisje aerozoli siarkowych do stratosfery – spowodowały znaczące ochłodzenie oceanów prowadzące do obniżenia się ich poziomu o około 6 mm. Co istotne, wybuch Mt. Pinatubo miał miejsce w połowie 1991 roku, na kilkanaście miesięcy przed rozpoczęciem pomiarów satelitarnych w misji TOPEX/Poseidon.

Rysunek 3. Kaldera Mount Pinatubo 22 czerwca 1991 roku. Źródło USGS.

Gdy blokujące dopływ słońca do powierzchni Ziemi aerozole siarkowe w końcu się rozproszyły i opadły, poziom morza zaczął powracać do poziomu równowagi. Z tego powodu w pierwszym okresie pomiarowym pomiary satelitarne pokazywały wzrost poziomu morza szybszy niż ten, jaki prawdopodobnie zostałby zaobserwowany, gdyby wybuch Mt. Pinatubo nie nastąpił.

Rysunek 4. Symulowana skumulowana zmiana poziomu morza od roku 1955, związana ze zmianami energii termicznej oceanów (bez uwzględniania wody spływającej z lodowców i lądolodów oraz innych czynników) w scenariuszach z historycznymi wybuchami wulkanów (linia niebieska) oraz bez nich (linia zielona). Po wybuchach wulkanów powierzchnia Ziemi się ochładza, temperatura oceanów spada, prowadząc do spadku poziomu morza. Zielona linia pokazuje, jak wyglądałyby zmiany poziomu morza gdyby nie wybuchy wulkanów – widoczny byłby jego coraz szybszy wzrost. Niebieska linia od początku pomiarów satelitarnych jest prawie prosta – dokładnie tak, jak to obserwujemy, mylnie sugerując, że tempo wzrostu poziomu morza nie rośnie. Jednak w przyszłości względny wpływ wybuchów wulkanów (do kilku milimetrów) będzie coraz bardziej pomijalny, a wzrost poziomu morza będzie przebiegał coraz szybciej, mniej więcej zgodnie z szarą linią przerywaną. Źródło Fasullo i in., 2016.

Szybko, coraz szybciej

Jak pokazuje analiza, gdyby nie wybuch Pinatubo przed rozpoczęciem pomiarów satelitarnych, to punkt początkowy poziomu morza we wczesnych latach 90. byłby położony wyżej, a pomiary satelitarne wyraźnie pokazywałyby przyspieszające tempo wzrostu poziomu morza. Naukowcy przewidują, że w kolejnej dekadzie przyspieszanie tempa wzrostu poziomu morza stanie się ewidentne.

Zrozumienie tego, czy tempo podnoszenia się poziomu morza jest stałe, czy rośnie, jest bardzo istotne dla przewidzenia tego, jaki może być poziom morza za 20, 50, 100 i więcej lat – i czy w planowaniu adaptacji do wzrostu poziomu morza miasta portowe i inne społeczności nadbrzeżne mogą bazować na prognozie wzrostu poziomu morza stałego w czasie czy raczej coraz szybszego.

Marcin Popkiewicz na podst. Climate change already accelerating sea level rise, study finds

Opublikowano: 2016-10-18 21:22
Tagi

ocean poziom morza wulkany

Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.