Підвищення рівня моря

Підвищення рівня моря, за оцінками, становить в середньому між +2,6 мм і +2,9 мм на рік ±0,4 мм починаючи з 1993 року. Крім того, підвищення рівня моря прискорилося останніми роками^[2]. За період між 1870 і 2004 роками глобальний середній рівень моря, за оцінками, зріс загалом на 195 мм, що становить 1,7 мм ± 0,3 мм на рік, зі значним прискоренням підйому рівня моря 0,013 ± 0,006 мм на рік на рік. Якщо це прискорення буде залишатися постійним, то від 1990 до 2100 підйом рівня моря становитиме від 280 до 340 мм^[3]. Ще одне дослідження підрахувало період від 1950 до 2009 року, і виміри показують середнє річне зростання рівня моря на 1,7 ± 0,3 мм на рік, а супутникові дані показують зростання на 3,3 ± 0,4 мм на рік від 1993 до 2009^[4]. Підвищення рівня моря є одним з декількох ліній доказів, що підтримують думку науковців щодо нагрівання останнім часом глобального клімату^[5].

Ця стаття про поточне і майбутнє підняття рівня моря, що пов'язане з глобальним потеплінням. Про ​ зміни рівня моря в історії Землі див. минулий рівень моря.

Графік зміни глобального середнього абсолютного рівня моря від 1880 до 2013 року^[1].

Зміна рівня моря починаючи з кінця останнього льодовикового періоду.

Мапа Землі з підвищеним на шість метрів рівнем моря представлена червоним

2007 року Міжурядова група експертів з питань змін клімату (МГЕЗК) заявила про високу ймовірність того, що спричинене людиною (антропогенне) потепління сприяло підвищенню рівня моря, яке спостерігалося у другій половині 20-го століття^[6]. 2013 року у висновку доповіді МГЕЗК (AR5) було сказано: "з високою впевненістю можна стверджувати, що рівень моря підвищився впродовж останніх двох століть, і цілком імовірно, що підняття глобального середнього рівня моря (ГСРМ) від початку 1900-х років прискорилося^[7]

Підняття рівня моря може істотно вплинути на населення прибережних і острівних регіонів і природні середовища, такі як морські екосистеми^[8][9]. Очікується, що підвищення рівня моря продовжиться в наступні століття^[10]. Через повільну інерцію, довгий час відгуку для частин кліматичної системи, було підраховано, що ми вже зробили внесок у підвищення рівня моря приблизно на 2,3 м на кожен градус Цельсія протягом наступних 2000 років^[11]. Було запропоновано, що, крім скорочення викидів CO2, короткостроковими заходами зі скорочення швидкості підвищення рівня моря має бути скорочення викидів таких парникових газів, як метан і твердих частинок, таких як сажа^[12][13]

Механізм

Тепломісткість океану (ОНС), NOAA 2012

Див. також: Рівень моря#Коливання рівня моря

Існує два основних механізми, які сприяють спостережуваному підвищенню рівня моря:^[14] (1) теплове розширення: морська вода розширюється при нагріванні — у зв'язку зі збільшенням тепломісткості океану^[15] і (2) плавлення основних запасів льоду, таких як льодовикові щити і льодовики.

У часових масштабах від століть до тисячоліть танення крижаного покриву може призвести до ще значнішого підвищення рівня моря. Часткова дегляціація з Ґренландського льодовикового щита і, можливо, Західно-Антарктичного льодовикового щита, може сприяти підвищенню рівня моря на 4-6 м або й вище^[16].

Минулі зміни рівня моря

Порівняння двох реконструкцій рівня моря впродовж останніх 500 млн років. Масштаби змін протягом останнього льодовикового міжльодовикового/переходу позначені чорною смугою. Зверніть увагу, що протягом більшої частини геологічної історії, довготривалий середній рівень моря був значно вищий, ніж теперішній.

Різні чинники впливають на об'єм або масу океану, що призводить до довгострокових змін в евстатичному рівні моря. Два основних впливи: температура (бо густина води залежить від температури), а також маса води замкненої на суходолі та на морі, прісної води в річках, озерах, льодовиках, полярних шапках і морському льодові. Протягом набагато довших геологічних періодів часу зміни у формі океанічних басейнів і в розподілі між сушею і морем впливають на рівень моря. Від часу останнього льодовикового максимуму (близько 20 тис. років тому), рівень моря піднявся більш ніж на 125 м, в середньому 6 мм/ рік, в результаті танення великих льодовикових покривів^[17].

Під час дегляціації між 19000 і 8000 календарними роками тому, рівень моря піднімався з дуже високою швидкістю в результаті швидкого танення Британо-Ірландського моря, Фенноскандії, Лаврентійського, Баренцово-Карського, Патагонського, Іннутіанського льодовикових щитів, а також частини Антарктичного льодового щита. На початку заледеніння, близько 19000 календарних років тому, стисла, не більш як 500-річна, льодовиково-евстатична подія, можливо, призвела до піднімання рівня моря на 10 м з середньою швидкістю близько 20 мм/рік. Впродовж решти раннього голоцену швидкість підйому рівня моря варіювалася від приблизно 6,0 — 9,9 мм/рік до 30 — 60 мм/рік при короткочасних періодах прискореного підйому рівня моря^[18][19].

Надійні геологічні свідчення, які базуються значною мірою на аналізі deep cores коралових споруд, існують лише для 3 основних періодів прискореного підйому рівня моря, так званих meltwater pulses, під час останньої дегляціації. Це meltwater pulse 1A між близько 14600 і 14300 календарних років тому; meltwater pulse 1B десь між 11400 і 11100 календарних років тому; і meltwater pulse 1С між приблизно 8200 і 7 600 календарних років тому. Meltwater pulse 1A був підняттям на 13,5 м протягом приблизно 290 років з центрами в 14 200 календарних років тому, і meltwater pulse 1B було зростання на 7,5 м над близько 160 років центром в 11000 років календарних років тому. На відміну від них, у період між 14 300 і 11 100 років тому, який включає в себе пізньодріасовий період, був інтервал зменшеного підвищення рівня моря на 6,0 — 9,9 мм/рік. Meltwater pulse 1С мав пік 8000 календарних років тому і призвів до підйому на 6,5 м менш як за 140 років^[19][20][21]. Такі швидкі темпи підвищення рівня моря протягом meltwater подій явно свідчать про швидку втрату льоду, що пов'язана з руйнуванням льодовикових щитів. Основним джерелом могла були тала вода з льодовикового щита Антарктиди. Інші дослідження показують, що джерело було розташоване в північній півкулі, а саме Лаврентійський льодовиковий щит^[21].

Останнім часом стали широко визнавати, що наприкінці голоцену, від 3000 календарних років тому майже дотепер, рівень моря був майже стабільний, аж поки не розпочалося прискорене піднімання, початок якого відносять по-різному між 1850 і 1900 роками. Пізньоголоценові темпи підвищення рівня моря були оцінені за допомогою доказів з археологічних розкопок і пізньоголоценових припливних болотних відкладень, в поєднанні з даними мареографів і супутниковими даними а також геофізичним моделюванням. Наприклад, ці дослідження включали дослідження римських криниць у Кесарії і римських піскін^[en] в Італії. Поєднання цих методів дає середній евстатичний компонент 0,07 мм/рік впродовж останніх 2000 років^[18].

Рівень моря піднявся на 6 см у 19-му столітті і на 19 см у 20 столітті^[22]. Доказами цього слугують геологічні спостереження, найдовші інструментальні записи і спостережувана швидкість підйому рівня моря 20-го століття. Наприклад, геологічні спостереження показують, що протягом останніх 2000 років, зміна рівня моря була невеликою, з середньою швидкістю лише 0,0-0,2 мм на рік. Протягом 20-го століття ж вона становить 1,7 ± 0,5 мм на рік^[23]. Черч і Вайт (2006) повідомляють про 0,013 ± 0,006 мм⁻² прискорення підйому рівня моря від 1870 року^[3]. Ця оцінка являє собою перегляд висновків Третьої оцінкової доповіді МГЕЗК від 2001 року, згідно з якими, вимірювання не виявили жодного значного прискорення в нещодавній швидкості підйому рівня моря^[24]. Баарт та ін. (2012) показують, що важливо взяти до уваги вплив 18,6-річного місячного циклу перед тим, як робити висновок про прискорення підйому рівня моря^[25]. На підставі мареографічних даних, темпи глобального зростання середнього рівня моря впродовж 20-го століття перебувають у межах від 0,8 до 3,3 мм/рік, з середньою швидкістю 1,8 мм/рік^[24].

Потепління на 2 градуси Цельсія нагріє Землю вище від рівня Eemian, і наблизить умови до клімату пліоцену, коли рівень моря був більш як на 25 метрів вищий, ніж нинішній^[26]. Проте, одне із досліджень стверджує, що рівень моря протягом пліоцену, можливо, лише піднімався на величину від 9 до 13,5 метрів, через більшу стійкість льодових щитів^[27].

Прогнози

Цей графік показує прогнозовану зміну в глобальному підвищенні рівня моря, якщо рівень вуглекислого газу в атмосфері Землі (CO₂) подвоїться або зросте в чотири рази ^[28]. Прогноз ґрунтується на декількох багатостоліттєвих інтеграцях GFDL^[en] глобальної поєднаної моделі океану і атмосфери. Ці прогнози являють собою очікувані зміни внаслідок лише теплового розширення морської води, і не включають в себе ефект танення льодовикових щитів. Якщо взяти до уваги танення льодовикових щитів, то сумарне підвищення може зрости на значно більшу величину^[28].

21-е століття

2007 року МГЕЗК підготувала Четверту оцінкову доповідь, в якій взяла до уваги спеціальну доповідь про сценарії викидів (СДСВ). СДСВ розробила сценарії викидів, щоб спрогнозувати наслідки зміни клімату^[29]. Прогнози, які ґрунтуються на цих сценаріях не є передбаченнями^[30], а віддзеркалюють правдоподібні оцінки майбутнього соціального та економічного розвитку (наприклад, економічного зростання, демографічного прогнозу)^[31]. Згідно з шістьма «маркерними» сценаріями СДСВ, прогнозований рівень моря підніметься на величину від 18 до 59 см^[32]. Їхні прогнози стосувались періоду часу 2090-99, із зростанням рівня відносно середнього рівня моря за період між 1980 і 1999 роками. Ця оцінка не включає всі можливі внески льодовикових щитів.

Джеймс Гансен (2007) передбачає внесок льодовикових щитів 1 см на десятиліття 2005-15, з потенційним десятирічним подвоєнням швидкості підвищення рівня моря, на основі нелінійного відгуку крижаного покриву, а це дасть 5 м у цьому сторіччі^[33].

Дослідження 2008 року показали швидке зниження рівноваги крижаної маси в Гренландії та Антарктиді, і прийшли до висновку, що підвищення рівня моря до 2100 року, ймовірно, буде принаймні, вдвічі більшим, ніж у доповіді ​​МГЕЗК 4, з верхньою межею близько двох метрів^[34].

Згідно з прогнозами Національної дослідницької ради США^[en] (НДР) від 2010 року^[35] можливе зростання рівня моря протягом 21 століття перебуватиме в межах між 56 і 200 см. НДР характеризує прогнози МГЕЗК словом «консервативні»^[35].

У 2011 році Ерік Ріньйот та інші спрогнозували зростання на 32 см до 2050 року. Вони взяли до уваги підвищені внески від льодовикових щитів Гренландії та Антарктики. Використання двох зовсім різних підходів підкріпило прогноз Ріньйота^[36][37]

У своїй П'ятій оцінковій доповіді (2013) МГЕЗК виявили, що недавні спостереження глобального зростання середнього рівня моря на віличину 3,2 [2,8 до 3,6] мм на рік відповідають сумі внесків від спостережуваного розширення теплового океану у зв'язку з підвищенням температури (1,1 [0,8 до 1,4] мм на рік, танення льодовиків (0,76 [0,39 до 1,13] мм на рік), танення Гренландського льодовикового щита (0,33 [0,25 0,41] мм на рік), та Антарктичного льодовикового щита (0.27 [0.16 до 0,38] мм на рік), а також змінам у зберіганні материкових вод (0,38 [0,26 0,49] мм на рік). У доповіді також зроблено висновок, що якщо викиди продовжуватимуть збільшуватися згідно з найгіршими сценаріями МГЕЗК, то глобальний середній рівень моря може піднятися майже на 1 м до 2100 (0.52-0.98 м від базового 1986—2005 років). Якщо викиди узгоджуватимуться зі сценарієм низьких викидів, то глобальний середній рівень моря, за прогнозами, виросте на 0.28-0.6 м до 2100 (порівняно з базовим 1986—2005)^[38].

Після 2100

Існує загальний консенсус, що значне довгострокове підвищення рівня моря триватиме впродовж багатьох сторіч^[10]. За оцінками доповіді МГЕЗК 4, відбудеться принаймні часткове танення льодовиків Ґренландського льодовикового щита, і, можливо, Західно-Антарктичного льодовикового щита, якщо збудуться пронози щодо глобального підвищення температури на 1-4 °С (відносно температур 1990—2000 років)^[39]. Цій оцінці дають приблизно 50-відсоткові шансів бути правильною^[40]. Оцінкова шкала часу становить від кількох століть до тисячоліття і дає підвищення рівня моря на 4-6 м за цей період.

Примітки

1. Climate Change Indicators in the United States: Sea level. United States Environmental Protection Agency. May 2014.
2. Christopher S. Watson, Neil J. White, John A. Church, Matt A. King, Reed J. Burgette & Benoit Legresy (11 травня 2015). Unabated global mean sea-level rise over the satellite altimeter era. PNAS.
3. Church, John; White, Neil (6 січня 2006). A 20th century acceleration in global sea-level rise. Geophysical Research Letters. 33: L01602. Bibcode:2006GeoRL..3301602C. doi:10.1029/2005GL024826. L01602. Процитовано 11 May 2015. pdf is here [Архівовано 26 березня 2015 у Wayback Machine.]
4. Nicholls, Robert J.; Cazenave, Anny (18 червня 2010). Sea-Level Sea-Level Rise and Its Impact on Coastal Zones. Science Magazine. 328 (5985): 1517—1520. Bibcode:2010Sci...328.1517N. doi:10.1126/science.1185782.
5. Solomon et al., Technical Summary, Section 3.4 Consistency Among Observations [Архівовано 14 травня 2017 у Wayback Machine.], in IPCC AR4 WG1, 2007; Hegerl et al., Executive summary, Section 1.3: Consistency of changes in physical and biological systems with warming [Архівовано 14 травня 2017 у Wayback Machine.], in IPCC AR4 SYR, 2007.
6. Hegerl et al., Chapter 9: Understanding and Attributing Climate Change [Архівовано 2018-11-18 у Wayback Machine.], in IPCC AR4 WG1, 2007.
7. Sea Level Change - Chapter 13 (pdf). IPCC. 2013.
8. Шаблон:AR4
9. Fischlin та ін., Section 4.4.9: Oceans and shallow seas – Impacts, у IPCC AR4 WG2, 2007 (ред.), Chapter 4: Ecosystems, their Properties, Goods and Services, с. 234, архів оригіналу за 7 червня 2017, процитовано 3 грудня 2015 {{citation}}: Явне використання «та ін.» у: |author2= (довідка)
10. America's Climate Choices: Panel on Advancing the Science of Climate Change, Board on Atmospheric Sciences and Climate, Division on Earth and Life Studies, NATIONAL RESEARCH COUNCIL OF THE NATIONAL ACADEMIES (2010). 7 Sea Level Rise and the Coastal Environment. Advancing the Science of Climate Change. Washington, D.C.: The National Academies Press. с. 245. ISBN 978-0-309-14588-6. Процитовано 17 червня 2011.
11. Anders Levermann, Peter U. Clark, Ben Marzeion, Glenn A. Milne, David Pollard, Valentina Radic, and Alexander Robinson (13 червня 2013). The multimillennial sea-level commitment of global warming. PNAS.
12. Cuts in some greenhouse gases could slow sea level rise [Архівовано 31 серпня 2013 у Wayback Machine.]; «Methane, ozone and other short-lived pollutants have a big impact on ocean heights» April 12, 2013 Vol.183 #9 Science News
13. DOI:10.1038/nclimate1869
14. IPCC, FAQ 5.1: Is Sea Level Rising?, in IPCC AR4 WG1, 2007.
15. Albritton et al., Technical Summary, Box 2: What causes sea level to change? [Архівовано 27 лютого 2017 у Wayback Machine.], in IPCC TAR WG1, 2001.
16. IPCC, Summary for Policymakers [Архівовано 2016-04-19 у Wayback Machine.], Section C. Current knowledge about future impacts — Magnitudes of impact [Архівовано 2018-11-02 у Wayback Machine.] in IPCC AR4 WG2, 2007.
17. Gornitz, Vivien (January 2007). Sea Level Rise, After the Ice Melted and Today. Goddard Institute for Space Studies. Архів оригіналу за 2 лютого 2007. Процитовано 10 вересня 2015.
18. Cronin, T. M. (2012) Invited review: Rapid sea-level rise. Quaternary Science Reviews. 56:11-30.
19. Blanchon, P. (2011a) Meltwater Pulses. In: Hopley, D. (Ed), Encyclopedia of Modern Coral Reefs: Structure, form and process. Springer-Verlag Earth Science Series, p. 683—690. ISBN 978-90-481-2638-5
20. Blanchon, P. (2011b) Backstepping. In: Hopley, D. (Ed), Encyclopedia of Modern Coral Reefs: Structure, form and process. Springer-Verlag Earth Science Series, p. 77-84. ISBN 978-90-481-2638-5
21. Blanchon, P., and Shaw, J. (1995) Reef drowning during the last deglaciation: evidence for catastrophic sea-level rise and icesheet collapse. Geology, 23:4–8.
22. Jevrejeva, Svetlana; J. C. Moore; A. Grinsted; P. L. Woodworth (April 2008). Recent global sea level acceleration started over 200 years ago?. Geophysical Research Letters. 35 (8). Bibcode:2008GeoRL..35.8715J. doi:10.1029/2008GL033611. {{cite journal}}: |access-date= вимагає |url= (довідка)
23. Bindoff et al., Chapter 5: Observations: Oceanic Climate Change and Sea Level [Архівовано 2017-06-20 у Wayback Machine.], Executive summary, in IPCC AR4 WG1, 2007.
24. Anisimov et al., Chapter 11: Changes in Sea Level [Архівовано 14 січня 2017 у Wayback Machine.], Table 11.9 [Архівовано 19 січня 2017 у Wayback Machine.], in IPCC TAR WG1, 2001.
25. BAART, F.; VAN GELDER, P.H.A.J.M.; DE RONDE, J.; VAN KONINGSVELD, M., and WOUTERS, B. (20 вересня 2011). The effect of the 18.6-year lunar nodal cycle on regional sea-level rise estimates.
26. NASA (8 грудня 2011). Paleoclimate Record Points Toward Potential Rapid Climate Changes.
27. Ice sheets may be more resilient than thought, say Stanford scientists. Stanford University. 2015.
28.  Ця стаття містить матеріал, що перебуває в суспільному надбанні, з NOAA GFDL, Geophysical Fluid Dynamics Laboratory - Climate Impact of Quadrupling CO₂, Princeton, NJ, USA: NOAA GFDL
29. Karl, TR та ін., ред. (2009). Global Climate Change Impacts in the United States. 32 Avenue of the Americas, New York, NY 10013-2473, USA: Cambridge University Press. с. 22—24. ISBN 978-0-521-14407-0. Архів оригіналу за 29 липня 2011. Процитовано 28 квітня 2011.
30. IPCC AR4, Glossary P-Z: «Projection» [Архівовано 2017-06-07 у Wayback Machine.], in IPCC AR4 WG1, 2007.
31. Morita et al., Chap. 2: Greenhouse Gas Emission Mitigation Scenarios and Implications [Архівовано 2013-07-06 у Wayback Machine.], Section 2.2.1: Introduction to Scenarios [Архівовано 3 квітня 2016 у Wayback Machine.], in IPCC TAR WG3, 2001.
32. IPCC, Topic 3 [Архівовано 2018-01-03 у Wayback Machine.], Section 3.2.1: 21st century global changes, p. 45, in IPCC AR4 SYR, 2007.
33. J E Hansen (2007). Scientific reticence and sea level rise. Environmental Research Letters. IOPScience. doi:10.1088/1748-9326/2/2/024002.
34. Allison та ін. (2009). The Copenhagen Diagnosis, 2009: Updating the World on the Latest Climate Science. Архів оригіналу за 4 березня 2016. Процитовано 6 грудня 2015.
35. America's Climate Choices: Panel on Advancing the Science of Climate Change, Board on Atmospheric Sciences and Climate, Division on Earth and Life Studies, NATIONAL RESEARCH COUNCIL OF THE NATIONAL ACADEMIES (2010). 7 Sea Level Rise and the Coastal Environment. Advancing the Science of Climate Change. Washington, D.C.: The National Academies Press. с. 243—250. ISBN 978-0-309-14588-6. Процитовано 17 червня 2011. (From pg 250) Even if sea-level rise were to remain in the conservative range projected by the IPCC (0.6–1.9 feet [0.18–0.59 m])—not considering potentially much larger increases due to rapid decay of the Greenland or West Antarctic ice sheets—tens of millions of people worldwide would become vulnerable to flooding due to sea-level rise over the next 50 years (Nicholls, 2004; Nicholls and Tol, 2006). This is especially true in densely populated, low-lying areas with limited ability to erect or establish protective measures. In the United States, the high end of the conservative IPCC estimate would result in the loss of a large portion of the nation's remaining coastal wetlands. The impact on the east and Gulf coasts of the United States of 3.3 feet (1 m) of sea-level rise, which is well within the range of more recent projections for the 21st century (e.g., Pfeffer et al., 2008; Vermeer and Rahmstorf, 2009), is shown in pink in Figure 7.7. Also shown, in red, is the effect of 19.8 feet (6 m) of sea-level rise, which could occur over the next several centuries if warming were to continue unabated.
36. Rignot E.; I. Velicogna, M. R. van den Broeke, A. Monaghan, and J. Lenaerts (2011). Acceleration of the contribution of the Greenland and Antarctic ice sheets to sea level rise. Geophysical Research Letters. 38 (5). Bibcode:2011GeoRL..3805503R. doi:10.1029/2011GL046583. Considerable disparity remains between these estimates due to the inherent uncertainties of each method, the lack of detailed comparison between independent estimates, and the effect of temporal modulations in ice sheet surface mass balance. Here, we present a consistent record of mass balance for the Greenland and Antarctic ice sheets over the past two decades, validated by the comparison of two independent techniques over the past eight years: one differencing perimeter loss from net accumulation, and one using a dense time series of timevariable gravity. We find excellent agreement between the two techniques for absolute mass loss and acceleration of mass loss.
37. Romm, Joe (10 березня 2011). JPL bombshell: Polar ice sheet mass loss is speeding up, on pace for 1 foot sea level rise by 2050. Climate Progress. Center for American Progress Action Fund. Процитовано 16 квітня 2012.
38. Churchs, John; Clark, Peter. Chapter 13: Sea Level Change - Final Draft Underlying Scientific-Technical Assessment (PDF). http://www.climatechange2013.org/. IPCC Working Group I. Процитовано 21 січня 2015.
39. IPCC AR4, Summary for Policymakers [Архівовано 2016-04-19 у Wayback Machine.], Section C. Current knowledge about future impacts — Magnitudes of impact [Архівовано 2018-11-02 у Wayback Machine.] in IPCC AR4 WG2, 2007
40. IPCC AR4, Summary for Policymakers, Endbox 2. Communication of Uncertainty [Архівовано 2017-06-14 у Wayback Machine.], in IPCC AR4 WG2, 2007

Література

Посилання

• What the Earth would look like if all the ice melted на YouTube — анімація затоплення ділянок суходолу в разі танення підвищення рівня моря через танення полярних льодовиків.