Voor jaren, wetenschappers hebben gewaarschuwd voor een zogenaamde "hot spot" van versnelde zeespiegelstijging langs de noordoostelijke kust van de VS. Maar het is een uitdaging gebleken om deze versnelling nauwkeurig te modelleren, evenals variaties in de zeespiegelstijging van de ene regio naar de andere.

Nutsvoorzieningen, een aankomend artikel in Geophysical Research Letters biedt het eerste uitgebreide model voor het begrijpen van verschillen in zeespiegelstijging langs de oostkust van Noord-Amerika. Dat model bevat niet alleen gegevens van atmosferische druk en oceaandynamiek - veranderende stromingen, stijgende oceaantemperaturen en zoutgehalte hebben allemaal invloed op de zeespiegel, maar ook Voor de eerste keer, ijsmassa verandering in Groenland en Antarctica. De onderzoekers zeggen dat hun model een groeiende consensus ondersteunt dat de zeespiegelstijging in 1990 begon te versnellen en dat wat ze vonden de schattingen van toekomstige zeespiegelstijging op lokaal niveau zal verbeteren.

"Veel mensen zijn op zoek naar versnelling op zeeniveau en hebben moeite om het te vinden, " zei James Davis, co-auteur van het papier en een professor en onderzoeker aan het Lamont-Doherty Earth Observatory. "Het feit dat we dit goed konden modelleren, lijkt erop te wijzen dat wat we meten correct is."

Davis werkte samen met oceanograaf Nadya Vinogradova, oprichter van Cambridge Climate Institute in Massachusetts, over het modelleringsproject voor zeespiegelstijging. hun voorbeeld, waarin veronderstellingen waren verwerkt dat de versnelling van de zeespiegelstijging in de jaren negentig begon en niet daarvoor, nauwkeurig voorspelde variaties in zeespiegelstijging langs de oostkust van Noord-Amerika die al meer dan een halve eeuw worden waargenomen in getijdengegevens.

Recent onderzoek geeft aan dat het wereldgemiddelde zeeniveau, of de gemiddelde hoogte van de wereldzeeën, is sinds 1993 met gemiddeld 3 millimeter (.1 inch) per jaar toegenomen, toen satellieten het voor het eerst begonnen te meten. Maar langs de Amerikaanse oostkust ten noorden van Kaap Hatteras, Het tempo van de zeespiegelstijging bleek in bepaalde perioden zo'n drie tot vier keer hoger te zijn dan het mondiale gemiddelde.

Essentieel voor het model dat Davis en Vinogradova bouwden, was onderzoek dat in 2014 werd gepubliceerd en dat voor het eerst de versnelling van de gletsjersmelt in Groenland en Antarctica heeft gemeten met behulp van gegevens van NASA-satelliet GRACE. Een ander cruciaal element was hun toevoeging van oceaandynamische modellering van GECCO2 van de Universiteit van Hamburg die, hoewel lage resolutie in vergelijking met meer huidige modellen, stelden hen in staat om naar een tijdlijn te kijken die teruggaat tot 1948. Nieuwer, modellen met een hogere resolutie gaan niet verder terug dan 1990.

De onderzoekers combineerden de GRACE- en GECCO2-modellen met atmosferische drukgegevens en vergeleken deze met getijdenregistraties aan de oostkust, die het werkelijke zeeniveau aan de kustlijn meten en overvloedig en van hoge kwaliteit zijn voor een groot deel van de 20e en vroege 21e eeuw.

Davis en Vinogradova ontdekten dat bijdragen aan de oceaan door het smelten van de Groenlandse ijskap in feite de zeespiegelstijging langs het zuidelijke deel van de Amerikaanse oostkust versnellen, ten zuiden van breedtegraad 35◦, gedeeltelijk te wijten aan een kracht genaamd gravitationele zelfaantrekking en elastische belasting. Hoewel het gesmolten ijs volume toevoegt aan de oceanen, het zorgt er ook voor dat de zeespiegel die het dichtst bij een gesmolten gletsjer ligt, daalt als gevolg van een afname van de zwaartekracht door massaverlies, zwaartekracht zelfaantrekking genoemd. Het verlies van ijsmassa zorgt er ook voor dat het land dat onder dat ijs lag, stijgt, en drukt de bodem van het omringende oceaanbekken, wat elastische belasting wordt genoemd.

In tegenstelling tot, veranderende oceaandynamiek zijn verantwoordelijk voor versnelde zeespiegelstijging langs het noordelijke deel van de kust, ten noorden van breedtegraad 40◦. Bijvoorbeeld, een instroom van zoet water van de gletsjersmelt van Groenland naar de nabijgelegen noordelijke Atlantische Oceaan, evenals stijgende oceaantemperaturen in de noordelijke Atlantische Oceaan, een gevestigd huidig ​​systeem, de Atlantic Meridional Overturning Circulation, aan het verzwakken, die de Golfstroom aandrijft. Gewoonlijk verlaagt de Golfstroom het zeeniveau langs de kust, dus als deze stroom zwakker wordt, zeespiegel stuitert terug. In de tussentijd, hogere oceaantemperaturen verhogen het zeeniveau door de waterkolom uit te breiden.

Davis en Vinogradova kozen ervoor om zich specifiek te concentreren op de versnelling van de zeespiegelstijging om het probleem van het nauwkeurig meten van wat bekend staat als postglaciale rebound te voorkomen. Postglaciale rebound is de voortdurende vormverandering van het aardoppervlak die optreedt nadat het is bevrijd van de last van bergen gletsjerijs, een proces dat begon in Noord-Amerika aan het einde van de laatste ijstijd 16, 000 jaar geleden. (Deze veranderingen treden heel langzaam op gedurende lange tijdsperioden, in tegenstelling tot elastische belasting, wat bijna onmiddellijk en "elastisch" is.)

Net als bij elastische belasting, postglaciale rebound kan ervoor zorgen dat het land of de zeebodem op sommige plaatsen uitpuilt en op andere wegzakt, die de relatie tussen zeeniveau en land kan veranderen. Postglaciale opleving was de belangrijkste oorzaak van de verandering van de zeespiegel gedurende een groot deel van de 20e eeuw langs sommige delen van de oostkust - van Chesapeake Bay tot New York en ten noorden van Maine. Maar versnellingen op korte termijn zijn meestal minder gevoelig voor veranderingen zoals postglaciale rebound die plaatsvinden op tijdschalen van duizenden jaren, zei Davis.

Davis zei dat hoewel de resultaten van hun modellering het idee ondersteunen dat de zeespiegelstijging de afgelopen 25 jaar is versneld, dat wil niet zeggen dat het doorgaat. "Wat we zien is groot, " zei Davis. "Maar er staat niets in deze krant dat zegt:'Oh, Ik heb versnelling ontdekt en nu gaan we allemaal verdrinken.' Je kunt niet vooruit voorspellen." Er zijn veel bronnen van feedback in het systeem die wetenschappers nog steeds niet begrijpen, hij zei.

Nog altijd, Davis suggereerde dat de bevindingen zouden kunnen dienen als een hulpmiddel voor lokale overheden. "Stel dat je burgemeester van Miami bent en je hoort dat de voorspellingen voor het smelten van Groenland-ijs verkeerd zijn, en ze zullen veel groter zijn in de volgende eeuw. Je moet je veel meer zorgen maken dan als je burgemeester bent in Nova Scotia. Maar als je het hebt over oceaanstromingen, het is omgedraaid, "zei Davis. "Waar je ook woont, je kunt niet zomaar afgaan op deze rapporten van [Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering] die zeggen dat de wereldwijde zeespiegelstijging één getal is."