science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe volgen wetenschappers het zeeniveau?

Zelfs Washington niet, D.C. is verboden terrein voor stijgende zeespiegels. Hier staat een parkbank in de wateren van het Washington Channel tijdens vloed in september 2016. Mark Wilson/Getty Images

Toen in de tweede week van juli 2017 een ijsmassa ter grootte van Delaware afbrak op Antarctica, wetenschappers waren niet al te bezorgd dat de 1 biljoen ton (907 miljard metrische ton) ijs - de grootste ooit geregistreerd - een onmiddellijke stijging van de zeespiegel zou veroorzaken als het smolt. Echter, ze waren verontrust dat de 2, 240 vierkante mijl (5, 801 vierkante kilometer) ijsberg was symptomatisch voor een groter probleem:de toekomstige ineenstorting van de hele ijsplaat die bekend staat als Larsen C. Als het meteen smolt, wetenschappers zeiden, het zou ervoor zorgen dat de oceanen bijna 1,2 centimeter stijgen.

Een ineenstorting van Larsen C is waarschijnlijk tientallen jaren verwijderd, maar dit soort gevallen zijn precies de reden waarom wetenschappers de stijgende zeespiegel altijd nauwlettend in de gaten hebben gehouden, vooral in de afgelopen decennia. In de afgelopen 100 jaar, Het klimaat op aarde is ongeveer 1,8 graden Fahrenheit (1 graad Celsius) opgewarmd. Als resultaat, het water gebonden in ijskappen, ijsvelden en gletsjers is langzaam gesmolten, het toevoegen van meer water aan de oceanen van de planeet. In aanvulling, warmte zorgt ervoor dat water uitzet, een concept dat bekend staat als thermische uitzetting. Dit alles heeft ertoe geleid dat de zeespiegel over de hele wereld bijna 2 millimeter per jaar stijgt.

Een ijsmassa van meer dan twee keer zo groot als Delaware brak in juli van de Larsen C-ijsplaat. waardoor een van de grootste ijsbergen ooit is ontstaan. ESA via Getty Images

Maar hoe meet je zelfs het niveau van de oceanen? Je kunt niet zomaar met een liniaal op de kustlijn staan ​​- de niveaus fluctueren constant, deels als gevolg van golven, getijden, en planetaire en zonnebaan. Om nog maar te zwijgen van de heuvels en valleien, bergen en canyons - zowel onder de oceanen als op het land. En water in diepe oceaanbekkens verandert ook op basis van het klimaat. Om de zaken nog ingewikkelder te maken, sommige kustgebieden, zoals New Orleans, Louisiana, en Venetië, Italië, zijn aan het zinken, terwijl anderen, zoals Alaska, zijn rijzende.

Om deze constante opkomst en ondergang van de oceanen te meten, wetenschappers gebruiken verschillende instrumenten, inclusief getijmeters, die over de hele wereld in havens worden geplaatst, golfbrekers en pieren. In de Verenigde Staten valt de taak toe aan National Water Level Observation Network (NWLON), die 210 permanente observatiesystemen heeft in de Verenigde Staten en hun territoria.

Voordat computers, het proces was vrij rudimentair. Getijdemeters werden in getijdenhuizen geplaatst met analoge datarecorders die aan drijvers waren bevestigd. De drijvers bevonden zich in "stilling wells" (lange metalen buizen die golven minimaliseerden) onder de getijdenhuizen en de meters registreerden veranderingen in het waterpeil. Aan een van de pijlers was in wezen een grote meetlat genageld die wetenschappers gebruikten om de getijdenniveaus handmatig te observeren en vervolgens de metingen van de drijvende datarecorder te vergelijken.

Tegenwoordig is het proces veel geavanceerder en maakt het gebruik van geautomatiseerde getijmeters. In tegenstelling tot oudere getijdenmeetstations die gewoon drijvers en recorders gebruikten, de meeste van de 210 stations van NWLON gebruiken akoestiek en elektronica die in een "geluidsbuis" zijn geplaatst. Sensoren sturen een audiosignaal door de buis en meten de tijd die het signaal nodig heeft om terug te keren. De gegevens worden elke zes minuten verzameld en de timing wordt gecontroleerd door een Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) -netwerk. Het geautomatiseerde systeem is nauwkeuriger en meet, onder andere, getijdenhoogten, windsnelheid, windrichting, barometrische druk, samen met de lucht- en watertemperatuur.

NWLON blijft de manier waarop het zeeniveau meet, verbeteren. De nieuwste tools gebruiken microgolven om de afstand van een vast punt boven het water tot het oppervlak te meten. Het bureau is bezig met het updaten van de meeste van zijn meetstations met microgolfradar-waterniveausensoren, die superieur zijn aan akoestische sensoren. Ongeveer 40 van de 210 stations gebruiken deze technologie. Wetenschappers gebruiken ook verschillende satellieten die rond de planeet draaien om veranderingen in zeeniveau te meten, evenals de redenen waarom ze dit doen.

Dat is nou cool

Bijna 40 procent van de Amerikaanse bevolking woont in kustprovincies, terwijl acht van de 10 grootste steden ter wereld aan de kust liggen. Hoewel getijdenstations een goede indicatie zijn van lokale veranderingen in de zeespiegel, wereldwijde satellietmetingen geven wetenschappers het gemiddelde zeeniveau van de oceanen van de wereld.