Extreme golven op het oceaanoppervlak met een verwoestende impact op kustgemeenschappen en infrastructuur in het noordpoolgebied kunnen groter worden als gevolg van klimaatverandering, volgens een nieuwe studie.

De nieuwe onderzoeksprojecten zullen de jaarlijkse maximale golfhoogte tot twee tot drie keer hoger worden dan nu langs kustlijnen in gebieden van het noordpoolgebied, zoals langs de Beaufortzee. De nieuwe studie in AGU's Journal of Geophysical Research:Oceanen suggereert dat golven tegen het einde van de eeuw tot 2 meter (6,6 voet) hoger kunnen worden dan de huidige golfhoogten.

In aanvulling, extreme golfgebeurtenissen die vroeger eens in de 20 jaar voorkwamen, kunnen toenemen tot gemiddeld eens in de twee tot vijf jaar, volgens de studie. Met andere woorden, de frequentie van dergelijke extreme overstromingen langs de kust zou tegen het einde van deze eeuw met een factor 4 tot 10 kunnen toenemen.

"Het verhoogt het risico op overstromingen en erosie. Het neemt bijna overal drastisch toe, " zei Mercè Casas-Prat, een onderzoekswetenschapper bij de Climate Research Division van Environment and Climate Change Canada (ECCC) en de hoofdauteur van de nieuwe studie. "Dit kan een directe impact hebben op de gemeenschappen die dicht bij de kustlijn wonen."

Klimaatverandering in het noordpoolgebied

De noordelijkste regio's van de aarde zijn een hotspot voor het broeikaseffect, waarbij sommige gebieden tot drie keer de opwarming van de rest van de wereld ervaren, zei Casas-Prat. Maar onderzoekers missen informatie over hoe de effecten kunnen uitpakken.

Casas-Prat en haar co-auteur Xiaolan Wang, ook met het ECCC, wilde onderzoeken hoe de opwarming van de aarde de extreme golven van het oceaanoppervlak in het noordpoolgebied zou kunnen beïnvloeden. Casas-Prat zei dat sommige noordelijke gemeenschappen al versnelde erosie in sommige gebieden en verhoogde schade aan gebouwen als gevolg van extreme golven melden. Een verslechtering van deze oceaancondities zal directe gevolgen hebben voor kustgemeenschappen, energie infrastructuur, Verzending, en zelfs ecosystemen en dieren in het wild.

Een groot deel van het noordpoolgebied is het grootste deel van het jaar bevroren, maar het opwarmende klimaat draagt ​​bij aan toenemende perioden van open water, wat een probleem kan worden wanneer extreme golven in de vergelijking worden meegenomen.

In de nieuwe studie de wetenschappers verzamelden vijf sets multi-modelsimulaties van oceanische en atmosferische omstandigheden zoals oppervlaktewinden, die golven genereren, evenals zee-ijs voor het RCP8.5-scenario, een toekomstscenario dat vaak wordt gebruikt in projecties van klimaatverandering, waarbij wordt uitgegaan van lage inspanningen om de uitstoot te beteugelen. Daarna voerden ze simulaties uit van golfcondities gedurende twee perioden, van 1979 tot 2005 (historisch), daarna van 2081 tot 2100 (toekomst). Met behulp van het ensemble van simulaties met meerdere modellen, ze waren in staat om de onzekerheid in de veranderingen in de extreme Arctische golven te beoordelen vanwege de onzekerheid in de vijf gebruikte klimaatmodellen.

Een van hun belangrijkste bevindingen was een verwachte aanzienlijke toename van de golfhoogte tussen deze twee perioden op bijna elke plaats in het noordpoolgebied.

Een van de zwaarst getroffen gebieden was de Groenlandse Zee, die tussen Groenland en de Noorse archipel Svalbard ligt. De studie wees uit dat de maximale jaarlijkse golfhoogten daar met maar liefst 6 meter (19,7 voet) konden toenemen.

Casas-Prat zei dat de modellen een zekere mate van onzekerheid vertonen over hoeveel golfhoogten kunnen veranderen, maar ze is ervan overtuigd dat er een stijging zal zijn. De voorspellingen van de onderzoekers toonden ook aan dat tegen het einde van de eeuw, de timing van de hoogste golven kan ook veranderen.

"Aan het einde van de eeuw het maximum zal gemiddeld later in het jaar komen en ook extremer zijn, ' zei Casas-Prat.

Impact op gemeenschappen

Juda Cohen, een klimatoloog aan het Massachusetts Institute of Technology die niet betrokken was bij het onderzoek van Casas-Prat, zei dat deze golven bijzonder verwoestend kunnen zijn voor kustgebieden die nog nooit eerder open water hebben meegemaakt.

"De belangrijkste conclusies van het artikel zijn dat de golven in het Noordpoolgebied in hoogte zullen toenemen en dat de Arctische kustlijnen een groter risico lopen op erosie en overstromingen, zijn vrij eenvoudig, " zei hij. "We zien deze verhoogde risico's al langs de Arctische kusten met schade aan kustlijnstructuren die voorheen nooit werden beschadigd."

De onderzoekers onderzochten een kustlijn langs de Beaufortzee in het noorden van Alaska en Canada, die een aantal gemeenschappen en energie-infrastructuur bezit, en vond daar ook opmerkelijke golfhoogtetoenames.

Aangezien grotere golven kunnen leiden tot een groter risico op overstromingen en schade aan kustinfrastructuur, gemeenschappen en ontwikkeling in dit gebied kunnen door deze golven worden beïnvloed. Overstromingen kunnen ook van invloed zijn op de beschikbaarheid van zoet water in sommige gebieden, omdat storm- en golfgolven in zoetwaterlagunes kunnen komen waar gemeenschappen op vertrouwen.

"Naarmate meer en meer ijs smelt en een groter deel van het oppervlak van de Noordelijke IJszee wordt blootgesteld aan de wind, golven zullen in hoogte toenemen omdat de golfhoogte afhankelijk is van de afstand die de wind over open water waait, ' zei Cohen.

In een andere recente studie gepubliceerd in het tijdschrift van AGU Geofysische onderzoeksbrieven , Casas-Prat en Wang onderzochten de bijdrage van het terugtrekken van zee-ijs aan de verwachte toename van extreme golfhoogten in het noordpoolgebied. Ze ontdekten dat oppervlaktewinden alleen de veranderingen in de regionale maximale golfhoogten niet kunnen verklaren.

"Zee-ijsterugtrekking speelt een belangrijke rol, niet alleen door de afstand te vergroten waarover wind kan waaien en golven op te wekken, maar ook door de kans op sterke wind over steeds breder wordend ijsvrij water te vergroten, ' zei Casas-Prat.

Verhoogde golven kunnen ook de snelheid van het uiteenvallen van ijs verhogen. Het verlies van ijs als gevolg van golven kan gevolgen hebben voor dieren zoals ijsberen die op zeehonden jagen op poolijs, evenals een aantal andere wezens die afhankelijk zijn van ijs. Het kan ook gevolgen hebben voor de scheepvaartroutes in de toekomst.

"Er moet absoluut rekening worden gehouden met golven als een belangrijke factor om ervoor te zorgen dat die routes veilig zijn, ' zei Casas-Prat.