Onderzoekers van het Virginia Institute of Marine Science van William &Mary lanceren nieuwe webgebaseerde "rapportkaarten" om veranderingen in de zeespiegel te volgen en te voorspellen op 32 plaatsen langs de Amerikaanse kustlijn van Maine tot Alaska. Ze zijn van plan om de rapportkaarten in januari van elk jaar bij te werken, met prognoses tot het jaar 2050.

De leiding over het project, VIMS emeritus hoogleraar John Boon, zegt dat de rapportkaarten zijn ontworpen om waarde toe te voegen door updates op zeeniveau te bieden die frequenter en gelokaliseerder zijn dan die gegenereerd door NOAA of andere wetenschappelijke instanties. Boon en collega's hanteren ook een statistische benadering die bewijs bevat voor recente versnelling in de snelheid van zeespiegelverandering op veel Amerikaanse getijdenmeterstations.

Boon en zijn team benadrukken bovendien hun gebruik van relatieve zeespiegelmetingen - veranderingen in het waterpeil ten opzichte van het landoppervlak waarop mensen leven en werken - in plaats van de absolute zeespiegelmetingen die in veel wereldwijde modellen en voorspellingen worden gebruikt. De relatieve zeespiegelstijging in Virginia en andere gebieden aan de oost- en Golfkust is te wijten aan zowel stijgend water als dalend land.

Deelnemen aan Boon op het project zijn Ph.D. student Molly Mitchell en VIMS-onderzoeker Derek Loftis. Mitchell is hoofdauteur van het door de Algemene Vergadering van Virginia gevraagde zeespiegelrapport uit 2012, terwijl Loftis StormSense helpt regisseren, een project om kustoverstromingen in en rond Hampton Roads te monitoren en te modelleren. Boon creëerde het populaire Tidewatch-netwerk van VIMS en heeft letterlijk het boek geschreven over de analyse van getijden en getijstromen.

De waarde van een jaarlijkse gelokaliseerde rapportkaart

Omdat veranderingen in de zeespiegel op de lange termijn incrementeel van aard zijn - meestal enkele millimeters per jaar - hebben onderzoekers van oudsher weinig behoefte gevoeld om frequente voorspellingen van zeespiegelveranderingen te doen. Bovendien, veel projecties op zeeniveau hebben een mondiale reikwijdte, met een voorspellingshorizon van 2100 - ver genoeg weg om gemakkelijk waarneembare lineaire verandering mogelijk te maken. Aldus de vaak gerapporteerde voorspelling van het IPCC van 65 centimeter (2,1 voet) wereldwijde zeespiegelstijging tegen het einde van de eeuw.

Het VIMS-team heeft doelbewust gekozen voor een meer gelokaliseerde en tijdige aanpak, een ontworpen om maximale waarde toe te voegen voor kustbewoners, ondernemingen, en overheidsinstanties.

zegt Boon, "Onze rapporten laten zien wat de zeespiegel de laatste tijd heeft gedaan, wat er nu in uw plaats gebeurt. Talrijke studies tonen aan dat de lokale snelheden van zeespiegelstijging en -versnelling aanzienlijk verschillen van de wereldwijde snelheden die zijn gepubliceerd door het IPCC en NOAA - een belangrijk resultaat omdat lokale snelheden van relatieve zeespiegelstijging een directe indicatie geven van de mate waarin huizen, gebouwen, en wegen dreigen te overstromen."

De beslissing van het team om een ​​subset van beschikbare getijdenmetergegevens te gebruiken, druist in tegen de traditionele benadering van onderzoekers van NOAA, het bureau dat het officiële netwerk van getijdenstations van het land beheert.

"NOAA moet worden geprezen voor hun zorg bij het waarborgen van de continuïteit, samenhang, en beschikbaarheid van de lange-termijn getijdendatasets van het land, " zegt Boon. "Maar tegelijkertijd, een langere plaat is niet altijd beter, vooral wanneer er bewijs is van recente niet-lineaire veranderingen in de snelheid van zeespiegelstijging zoals we die zien langs de Amerikaanse oostkust."

Een eerdere analyse van Boon toonde aan dat deze niet-lineaire verandering of versnelling in 1987 begon, in het midden van een 36-jarig schuifraam dat begon in 1969 - en zo de startdatum voor de VIMS-rapportkaarten vaststelde. Dit is tientallen jaren nadat veel Amerikaanse getijdenmeterstations in gebruik zijn genomen.

Mitchell legt verder uit, "Als je een drempel overschrijdt in termen van zoiets als zeespiegelstijging, wat eerder kwam - zeg maar een tij-record dat begon in 1900 - is bevooroordeeld in termen van zien waar je naartoe gaat. We denken dat de ijskappen vandaag sneller smelten dan ooit tevoren, en als dat waar is, zullen de gegevens van de afgelopen 90 jaar de toekomst niet nauwkeurig voorspellen."

Het verschil tussen de lineaire tarieven die worden gebruikt in NOAA's zeespiegelvoorspellingen en de niet-lineaire, het versnellen van de snelheden die worden gebruikt in de rapportkaarten van VIMS is veel meer dan een statistische subtiliteit - het leidt tot sterk verschillende voorspellingen van onze toekomst op zeeniveau.

Een goed voorbeeld is te vinden in de achtertuin van VIMS, met behulp van gegevens van NOAA's Sewells Point getijdenmeter in Norfolk, Virginia. Uitbreiding van de lineaire zeespiegelprojecties van NOAA tot het midden van de eeuw geeft aan dat de zeespiegel hier in 2050 0,29 meter (11,42 inch) hoger zal zijn, terwijl de VIMS-voorspelling - met behulp van een niet-lineaire, versnellingssnelheid - is 0,49 meter, of 19,3 inch. Die extra 20 centimeter zeespiegelstijging zou grote gevolgen hebben voor het laaggelegen gebied.

Het VIMS-team waarschuwt bovendien dat de zeespiegel in de toekomst waarschijnlijk kortetermijnschommelingen zal ervaren, net als vandaag. Dus, kustbewoners en planners in Virginia en andere gebieden die tegen 2050 waarschijnlijk aanzienlijke zeespiegelstijgingen zullen ervaren, moeten ook rekening houden met stormvloeden en andere voorbijgaande krachten die de zeespiegel zelfs hoger doen stijgen dan de verwachte gemiddelde stijgingswaarde.

Anatomie van een rapportkaart op zeeniveau

De zeeniveaurapportkaarten van VIMS hebben drie componenten:de projectie van de zeespiegelhoogte tot het jaar 2050, een weergave van recente trends in de snelheid van zeespiegelverandering, en een uitleg van processen die de zeespiegel op elke plaats beïnvloeden.

De rapportkaartwebsite, http://www.vims.edu/sealevelreportcard, explains the data and statistical approaches used in the 2050 projections.

The trend charts help users keep track of changes in the rate of sea-level rise and acceleration at each locality (or sea-level fall and deceleration in some places)—as these will very likely change from year-to-year due to hurricanes and other short-term weather events, as well as longer-term, decade-scale processes such as the El Niño-Southern Oscillation or the North Atlantic Oscillation. A projection to 2050 made during an upturn in a decadal signal will be higher than it would be if the decadal signal was nearing or at a low.

The final report card component explains for each locality and region (U.S. East, Gulf, or West coast) the long-term processes that force changes in the mass, volume, and regional distribution of seawater; changes in shoreline elevation; or both. Complex interactions among these processes can lead to significant differences in sea-level trends in different regions, or in some cases at localities relatively near each other. Alternatief, these interactions can result in similar sea-level trends in areas that lie far apart.

Full details of VIMS' Sea-Level Report Cards are provided in an accompanying technical report— Anthropocene Sea Level Change:A History of Recent Trends Observed in the U.S. East, Gulf &West Coast Regions—available through the Hargis Library at VIMS. The report also provides management recommendations. The team plans to add these to their report cards in the near future.

Anthropocene—from the Greek "anthropo" (human) and "cene" (recent)—is a newly coined term that recognizes a growing view among scientists that humanity's influence on Earth's environmental processes warrants adding a new epoch to the geologic time scale. If formally adopted, the term would supersede the current Holocene epoch, which began about 12, 000 years ago with the melting of the Pleistocene ice sheets.

"The Anthropocene is a time of rapid change when we should really be keeping a close eye on sea level, " says Boon.