hen anda bertanya kepada diri anda sendiri soalan-soalan saintifik terbesar yang tidak terjawab adalah, "bagaimana paras laut berubah sepanjang tahun 100 yang lalu?" tidak mungkin muncul di bahagian atas senarai anda. Lagipun, tidakkah kita sudah tahu perkara itu? Ternyata mendapatkan gambaran lengkap bagaimana lautan kita telah berubah bukan tugas yang mudah, namun penting untuk membuat unjuran masa depan.
Dalam kertas yang diterbitkan di dalam Alam minggu ini, kumpulan penyelidikan saya dibangunkan kayu pengukur yang lebih tepat untuk mengukur peningkatan paras laut, yang menawarkan petunjuk kepada percanggahan yang saintis telah bergelut dengan selama bertahun-tahun dan berpotensi wawasan ke dalam unjuran masa depan kenaikan paras laut.
pemerhatian paras laut lebih satu abad 20th datang daripada rekod air pasang-gauge, yang, dalam bentuk yang paling mudah mereka, pada dasarnya ukuran melekat pada garis pantai di seluruh dunia. Liputan global pengukuran ini adalah terhad, terutamanya pada permulaan abad 20th dan di hemisfera selatan. Selain itu, walaupun rekod yang paling lengkap boleh termasuk jurang yang ketara dalam masa. Ketidaklengkapan rekod-rekod ini membuat mendapatkan anggaran aras laut global yang sangat sukar.
Laporan terbaru dari Panel Antara Kerajaan mengenai Perubahan Iklim (IPCC) termasuk dua anggaran yang berlainan mengenai kenaikan paras laut global sepanjang abad 20th. Anggaran pertama datang dari satu kumpulan kajian yang diterbitkan sebelumnya yang menganalisis pemerhatian pengukur gelombang langsung. Kadar 1901-1990 yang diperoleh menggunakan pendekatan ini jatuh dalam lingkungan 1.5 hingga 2 milimeter setahun.
Anggaran kedua dikira dengan menambah anggaran dari sumber individu, seperti air lebur dari ais di darat dan pengembangan lautan. Pendekatan "bottom-up" ini menghasilkan kadar 1 yang lebih rendah hingga milimeter 1.2 setahun dalam tempoh masa yang sama.
Menganalisa The Fingerprints
Menjelaskan perbezaan antara kedua-dua anggaran yang berbeza telah menjadi isu dalam komuniti paras laut. Kebanyakan saintis percaya anggaran yang lebih tinggi yang diperolehi daripada rekod air pasang-gauge, tetapi mereka telah menyoal lebih rendah "bawah ke atas" anggaran.
Satu penjelasan yang mungkin adalah bahawa anggaran Greenland dan Antartika lebur sepanjang abad yang mungkin telah dipandang ringan. Pengukuran lapisan ais baki massa secara tradisinya datang dari ukuran berasaskan tanah dan pemerhatian satelit. Walau bagaimanapun, pemerhatian ini juga sangat terhad.
Itulah ketika kami mula bertanya kepada diri sendiri sama ada atau tidak mungkin menggunakan pemerhatian tahap laut untuk menganggarkan berapa banyak kepingan ais dan glasier individu yang telah mencairkan. Bolehkah kita menggunakan pemerhatian mengukur air pada abad 20th untuk menyimpulkan bagaimana sumbangan individu bergabung untuk menghasilkan peningkatan global di paras laut?
Menjawab soalan ini ternyata menjadi lebih mencabar daripada mana-mana daripada kita yang berfikir awalnya. Fizik yang membolehkan kita mengatasi masalah ini datang untuk memahami mengapa paras laut pada satu tayar mengukur adalah berbeza daripada paras laut di lain.
Terdapat pelbagai faktor yang mempengaruhi ukuran paras laut tempatan. Ini termasuk kesan berterusan kerana ais terakhir umur, pemanasan dan pengembangan laut akibat pemanasan global, perubahan dalam peredaran lautan dan lebur masa kini ais tanah.
NASA Goddard Space and Flight Centre, CC Semua proses ini menghasilkan corak yang unik, atau "cap jari," perubahan paras laut yang kita dapat model dan meramalkan. Matlamat kami adalah untuk menyimpulkan sumbangan individu ke paras laut dengan mencari cap jari ini dalam rekod pasang surut. Analisis "cap jari" jenis ini telah digunakan untuk rekod tahap paleo laut, tetapi tidak ada yang cuba mencari corak-corak yang diramalkan dalam pemerhatian paras laut abad 20.
Membangun cara untuk cap jari rekod peringkat laut moden melibatkan lukisan pada analisis data dan teknik statistik yang biasa dalam bidang lain seperti kejuruteraan, ekonomi dan meteorologi. Kami membawa bersama-sama teknik-teknik ini dan menggunakannya, untuk kali pertama, ke bidang penyelidikan peringkat laut.
Pada asasnya, kaedah kami ekstrak maklumat global dari pemerhatian tempatan terhad. Setelah mula menggunakan pendekatan statistik kami untuk rekod air pasang-gauge, kita sedar bahawa kita boleh menambah semua anggaran sumbangan individu untuk menghasilkan rekod min perubahan paras laut global masa ke masa. Kami menganggap bahawa anggaran kita akan bersetuju dengan keputusan yang diterbitkan sebelum ini, tetapi apa yang kita dapati adalah sebenarnya agak berbeza.
Keputusan analisis kami menunjukkan bahawa anggaran sebelumnya untuk 1901-1990 terlalu tinggi. Kami menganggarkan 1901-1990 "paras laut meningkat" kadar 1.2 milimeter setahun, turun dari 1.5 milimeter setahun. Malah, anggaran kami lebih rendah bersetuju dengan "bawah ke atas" pendekatan dibentangkan dalam IPCC. Ia menutup "di paras laut bajet" jurang dengan menghapuskan percanggahan antara kedua-dua jenis ukuran.
Walaupun ini pada mulanya nampaknya menjadi hasil positif - bahawa peningkatan paras laut lebih lambat pada abad lalu - tidak semestinya. Apabila kita melihat kenaikan paras laut dalam beberapa dekad yang lalu, kita dapati kadar 1993-2010 3 milimeter kami setiap tahun bersetuju dengan hasil yang diterbitkan sebelum ini. Dengan menggunakan model kami, ini bermakna kadar kenaikan paras laut global telah meningkat bukan oleh faktor dua (tiga milimeter 1.5 dibahagikan setahun) tetapi dengan faktor 2.5 (tiga dibahagikan dengan milimeter 1.2 setahun).
Yang membayangkan bahawa kadar kenaikan paras air laut global adalah 25% lebih tinggi dalam beberapa dekad kebelakangan ini - peningkatan besar. Dan semakan ini boleh menjejaskan unjuran masa depan kenaikan paras air laut.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan
Baca artikel asal.
Tentang Pengarang
Carling Hay menyertai kumpulan Mitrovica di Jabatan Sains Bumi dan Planetarium Universiti Harvard pada musim panas 2012 selepas menerima Ph.D. dalam fizik dari University of Toronto. Salah satu matlamat utama kerja Carling adalah untuk menjawab soalan klimatologi yang penting: apakah pelbagai pencarum untuk perubahan yang diamati di paras laut? Penyelidikannya memberi tumpuan kepada penggunaan teknik statistik untuk memahami tahap paras laut purata semasa semasa musim panas dan masa lalu, dan untuk membangunkan alat yang diperlukan untuk mendapatkan maklumat sumber dari rekod peringkat laut sejarah.
