Уровень моря что такое: Уровень мирового океана: динамика, причины повышения, риски и перспективы

Уровень моря что такое: Уровень мирового океана: динамика, причины повышения, риски и перспективы

Содержание

Уровень мирового океана: динамика, причины повышения, риски и перспективы

Повышение уровня Мирового океана — серьезное последствие изменения климата. Под угрозой исчезновения Гаити, Мальдивы и другие островные государства. В каком положении сейчас находится мир и как страны решают проблему?

Время на чтение: 5–7 минут

Что случилось

В последние несколько десятилетий океан стал нагреваться почти на 40% быстрее, чем это было еще в середине прошлого века, а уровень воды растет ускоренными темпами.

К настоящему времени средний уровень Мирового океана повысился с 1900 года примерно на 21 см, при этом за последние 25 лет рост составил сразу 7,5 см. Каждый год уровень воды повышается на 3,2 мм. Кажется, что это мизерные значения, однако скорость, с которой сегодня меняется уровень моря, в 2,5 раза выше, чем была всего лишь десять лет назад.

С 1993 года в некоторых океанических бассейнах уровень воды уже поднялся на 15-20 см. Региональные различия объясняются изменчивостью силы ветров и течений, которые влияют на то, сколько и где более глубокие слои океана хранят тепло.

Как происходит повышение уровня воды

Динамика повышения среднего уровня Мирового океана по годам. Синяя линяя — измерения с помощью прибора мареограф, оранжевая линия — измерения со спутников

(Фото: U.S. Global Change Research Program (USGCRP))

Основной причиной довольного резкого роста уровня воды стало повышение глобальной температуры, вызванное человеческой деятельностью. Согласно подсчетам ученых из Национального управления океанических и атмосферных явлений США (NOAA), даже при низких выбросах парниковых газов к 2100 году уровень моря с большой вероятностью поднимется как минимум на 30 см от значения 2000 года.

Если мировое сообщество никак не повлияет на объемы выбросов, то через 80 лет можно ожидать повышения уровня Мирового океана на 2,5 метра. Например, 80% территории Мальдивских островов находится на отметке в один метр над уровнем моря, то есть государство может вовсе уйти под воду.

Возможные сценарии повышения уровня моря в зависимости от выбросов парниковых газов (синий цвет — низкий уровень эмиссии, красный — экстремальный)

(Фото: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA))

Что влияет на рост уровня Мирового океана

Есть два основных фактора, которые оказывают влияние на повышение уровня воды — таяние ледников и нагрев морей и океанов.

Повышение температуры воды — большая проблема для всего мира на сегодняшний день. Когда вода становится теплее, она расширяется, то есть занимает больше пространства. Сейчас температура океанов на Земле самая высокая за все время наблюдения за ними. Мировой океан поглощает около 90% всего тепла, замедляя нагрев атмосферы.

Динамика средней глобальной температуры Мирового океана

(Фото: EPA / NOAA)

Беспокойство ученых вызывает и таяние ледников. За последние несколько десятилетий их потери увеличились в пять раз. Скорость таяния Гренландского ледникового щита выросла в семь раз с 1992 года, а Антарктиды — в шесть раз по сравнению с 1980-ми годами. Вклад таяния ледников (с небольшим учетом переноса подземных вод) в повышение уровня моря почти в два раза выше теплового расширения воды.

Таяние морского льда уменьшает площадь белой поверхности и, соответственно, увеличивает площадь темной поверхности океана, которая хорошо поглощает солнечное излучение. Подсчитано, что заснеженный морской лед поглощает около 20% падающего на него солнечного излучения, тогда как свободная ото льда поверхность океана поглощает более 90%.

Таким образом происходит замкнутый круг: чем теплее становится океан, тем больше тают ледники, что ведет к еще большему поглощению тепла океаном. Минимальная протяженность морского льда в Арктике уменьшилась с 1979 года на 44%. При таких темпах, предупреждают авторы некоторых прогнозов, к середине этого столетия Арктика будет практически свободна ото льда в летние месяцы.

Чем грозит рост уровня моря

Главная проблема повышения уровня Мирового океана — затопление прибрежных районов. Последствия изменения климата и роста уровня воды первыми почувствуют на себе малые островные государства и территории в Тихом и Индийском океанах, например, Кирибати, Маршалловы острова или Гавайи. Они могут вовсе исчезнуть с лица Земли. Дополнительный нагрев моря затрудняет размножение рыбы, что негативно повлияет на морской промысел, который является одним из главных источников дохода для жителей этих регионов.

Чуть более теплый океан вызывает больше сильных ураганов, тайфунов и штормов, что разрушительно сказывается на прибрежных городах. Восемь из десяти крупнейших мегаполисов мира, где проживают сотни миллионов человек, располагаются недалеко от побережья. Исследования показывают, что в период с 1963 по 2012 годы почти половина всех смертей от ураганов в Атлантике случилась из-за штормовых нагонов, вызванных потеплением океана.

Рост уровня воды угрожает инфраструктуре городов, промышленности, грозит загрязнением питьевых источников и т.п. От соленой морской воды пострадают не только источники пресной воды, но и сельское хозяйство в целом, что вызовет массовый голод. Можно ожидать глобальную миграцию и климатических беженцев.

К 2100 году повышение уровня моря на один метр при нулевом росте населения затронет 410 млн. человек по всем миру. По прогнозам Всемирного банка, к 2050 году ущерб мировой экономике только от наводнений составит до $52 млрд в год. Эта цифра может вырасти до $1 трлн в год, если к наводнениям прибавить ущерб от непосредственного повышения уровня океана.

Более теплая вода в океанах повышает их кислотность и снижает уровень кислорода, что негативно сказывается на биоразнообразии и экосистемах в целом. Если глобальная температура увеличится на 2 °C в сравнении с доиндустриальной эпохой, то коралловые рифы исчезнут почти полностью.

Как остановить повышение?

Наиболее действенным способом остановить повышение уровня океана может стать сокращение выбросов парниковых газов, что приведет к снижению темпов роста глобальной температуры. Однако это процесс длительный, а действовать надо сейчас.

Некоторые страны, которым грозит затопление больших территорий, вырабатывают адаптационную стратегию, которая поможет справиться с долгосрочными рисками повышения уровня моря. Например, предпринимаются попытки построить защитные сооружения.

В индонезийской Джакарте и китайском Шанхае возвели огромные морские дамбы, которые защищают города от повышения уровня моря и сильных наводнений. В голландском Роттердаме построены барьеры, дренажные системы и «водные квадраты», где скапливается лишняя вода во время сильных ливней. Тропические страны высаживают мангровые заросли и другую растительность, которая удерживает воду. Островное государство Фиджи переселяет жителей на более высокие участки своей территории.

В России же относительно немного городов, расположенных на пологой береговой линии. Однако от глобального повышения уровня моря могут пострадать Санкт-Петербург, Сочи, Ростов-на-Дону и другие города. Если уровень воды поднимется более чем на один метр, то Северной столице придется принимать дополнительные инженерные решения. В 2011 году в Финском заливе уже открыли дамбу, которая защищает город от регулярных наводнений.

УРОВЕНЬ МОРЯ — Словарь морских терминов на Корабел.ру

положение невзволнованной поверхности Мирового океана, стремящейся быть перпендикулярной к направлению равнодействующей всех сил (в основном сил тяжести), приложенных к массе воды. Уровень моря подвержен колебаниям относительно условного начала отсчета, которые разделяются на периодические, непериодические и вековые. Поэтому принято различать «мгновенный», приливной, средний суточный, средний месячный, средний годовой и средний многолетний уровень моря. Причинами, вызывающими колебания уровня моря, являются: приливообразующие силы Луны и Солнца, действие ветра и атмосферное давления, нагревание и охлаждение поверхности моря, приток воды, вносимой реками и атмосферными осадками, испарение, образование и таяние ледников, неравномерное по пространству распределение плотности морских вод, процессы, протекающие в земной коре, и др. Например, около северных берегов Финского залива и у восточных берегов Ботнического залива Балтийского моря уровень понижается в течении более чем 2 с половиной столетий на несколько миллиметров в год. Пространственные изменения среднего уровня моря могут быть обусловлены характером береговых течений, влиянием конфигурации берегов. В Средиземном море средний уровень моря ниже, чем в Ботническом заливе, на 60 см. Изменения уровня моря во времени гораздо более заметны, чем изменения в пространстве. Повсеместно существуют периодические колебания уровня моря с годовым периодом, обусловленные главным образом климатологическими причинами. Амплитуда годовых колебаний уровня моря 20 — 30 см. Наиболее значительны непериодические колебания уровня моря, которые в прибрежных мелководных районах могут вызывать катастрофические, в несколько метров, подъемы уровня. Такие колебания могут возникать под действием метеорологических факторов, ветра и атмосферного давления, а также вследствие землетрясений и подводных извержений. Знания об уровне моря необходимы при плавании на мелководье, при проектировании и строительстве портов и различных гидротехнических сооружений. От уровня моря производится отсчет высот точек на суше и глубин в море. Для уровня моря даются стандартные значения ряда метеорологических и геофизических величин, изменяющихся с высотой (например, атмосферного давления, ускорения свободного падения). Наблюдения над изменениями уровня моря производятся на уровенных постах с помощью самописцев уровня моря.
ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:

    1. Термин «Уровень моря» на Википедии     

    2. «Уровень моря» на slovari.yandex.ru 

    3. «Уровень моря»  по материалам на Академике     

По данным
«МОРСКОЙ ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ» в двух томах, том 2. Под редакцией академика Н.Н.Исанина

Ждать ли поднятия уровня моря жителям Балтийского побережья?

Ученые подводят результаты исследований, которые помогут определить, как изменялся уровень Балтийского моря в связи с глобальным потеплением.

О результатах подводных исследований рассказывает Дмитрий Дорохов, кандидат географических наук, старший научный сотрудник Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН, начальник экспедиции на НИС «Академик Николай Страхов» и прибрежных экспедиций.

«Мы занимались изучением берегов, но не современных, а древних. Они позволяют заглянуть вглубь тех процессов, которые происходили ранее в ходе глобального изменения климата. Это важно не только для изучения истории развития моря, но и понимания, каким образом будут меняться берега в будущем.

Циклов потеплений и похолоданий было очень много за всю историю Земли. Последнее потепление, в ходе которого сформировалось Балтийское море, началось примерно 15 тыс. лет назад, после того как начал отступать Скандинавский ледник. За все это время возникали постоянные значительные колебания уровня моря, и до сих пор он продолжает расти», – указал Дмитрий Дорохов.

Мыс Таран. Фото: Д.Дорохов
«В ходе экспедиции на НИС «Академик Николай Страхов», а затем с использованием маломерных судов мы провели серию исследований в районе мыса Таран. Это место уникально тем, что там, во-первых, происходит достаточно сильный размыв, так как мыс развернут навстречу господствующим ветрам, а во-вторых, на поверхность выходят древние коренные породы из очень плотного песчаника.

Надо сказать, что почти нигде на Балтике не сохранились древние береговые линии в таком хорошем состоянии. Поскольку уровень моря в большую часть периода поднимался довольно медленно, выработанные ранее уступы в относительно мягких породах разрушались под воздействием волн, а в северной части Балтики они не могли формироваться в твердых кристаллических породах. На мысе же Таран древние клифы сложены из твердого сцементированного песчаника, который только при длительном воздействии волн поддается размыву. Поэтому именно здесь они очень хорошо сохранились.

В принципе, колебания уровня моря достаточно хорошо изучены в различных частях Балтики, за исключением российского сектора, где существуют противоречивые данные.

Вода в древности была гораздо ниже, самый нижний уровень в юго-восточной части моря находился на отметке 55-60 м относительно современного. То есть часть той суши была затоплена в ходе потепления.

Работы по построению палеографических кривых, как правило, основываются на фиксации отдельных точек, своeобразных природных “артефактов”, которые подтверждали наличие морских условий в древности. Где-то эти точки находились под водой, где-то – на суше. Уровни приходится устанавливать по датировкам колонок осадков, по пням, которые оказываются под водой или на берегу, по торфам и так далее. По этим точкам впоследствии строили кривую изменения уровня, и понятно, что точность подобных реконструкций невелика.

В результате наших исследований удалось уточнить наиболее современную на данный момент кривую уровня юго-восточной части моря, но уже не по косвенным артефактам, а по «прямым уликам»: по глубине нахождения подошвы уступов.

Наиболее высокий уступ (высотой до 10 м), который расположен на подводном береговом склоне мыса Таран на расстоянии около 3-5 км от берега, был впервые исследован многолучевым эхолотом на НИС «Академик Николай Страхов». Его подошва находится на глубине около 30 м, что свидетельствует о долгом стоянии моря (порядка 4 тысяч лет) на этой отметке ниже современного уровня моря.

3D модель клифа.

Когда мы начали интерпретировать данные, то увидели белые пятна и выходили дополнительно в море на маломерном флоте, чтобы дообследовать такие участки с помощью однолучевого эхолота. В итоге этот клиф сегодня можно изучать так, как будто он находится на суше: мы получили подробную цифровую модель рельефа, построили 3D-модель, – словом, клиф можно теперь увидеть своими глазами и изучать его геоморфологические характеристики по общепринятым методикам.

Сейчас много разговоров о поднятии уровня Мирового океана в связи с глобальным потеплением, но, как уже отмечалось, потепления и похолодания случались на нашей планете не раз. Мы проводили моделирование берегов в рамках одного из грантов РФФИ. Модель рассчитывалась на различный временной промежуток – на 100, 500 и 1000 лет. Она показала, что, даже если не учитывать природного замедления скорости поднятия уровня моря, ничего кардинально катастрофического не должно случиться.

На прогнозных картах через 100 лет наблюдаются наиболее уязвимые к подтоплению участки: основание Куршской косы и оконечность Балтийской (Вислинской) косы. Через 500 лет происходит прорыв морских вод через косы и увеличение площадей подтопления кос и некоторых участков суши. Такжe происходит прорыв морских вод в Приморскую бухту в районе п. Мечниково. Через 1000 лет наблюдается подтопление небольших участков к северу и северо-востоку Калининградского залива и южной части Куршского залива. Таких последствий можно избежать при своевременном принятии мер по защите наиболее уязвимых участков берега.

При этом все же существует одно «но»: процессы разрушения берегов будут усиливаться в ходе повышения уровня моря и увеличения количества штормов.

Чем это грозит? Тем, кто живет не прямо у берега моря, – практически ничем. Озаботиться, вероятно, придется владельцам тех особняков, которые были построены непосредственно у кромки моря. Причем не через 100-1000 лет, а значительно раньше.

Кардинальные изменения могут произойти в пределах нескольких десятилетий, потому что клифы, на которых стоят эти дома, будут продолжать вырабатываться, и верхняя кромка уступов неизбежно поползeт вниз. Проблема есть, и она не только на Балтике. Похожая ситуация, например, в Крыму. Но это уже другой вопрос, и им придется заниматься специалистам по берегозащите», – рeзюмировал окeанолог.

Источник: Море и космос — Информационный, просветительский и научно-популярный медиапортал.

См. также:  47-й научный рейс НИС «Академик Николай Страхов»

Ученые сообщили о критическом подъеме уровня моря

https://ria.ru/20200831/ledniki-1576542228.html

Ученые сообщили о критическом подъеме уровня моря

Ученые сообщили о критическом подъеме уровня моря — РИА Новости, 31.08.2020

Ученые сообщили о критическом подъеме уровня моря

Согласно результатам нового исследования, темпы таяния ледяных щитов Гренландии и Антарктиды резко ускорились в последние годы и стали главной причиной… РИА Новости, 31.08.2020

2020-08-31T18:00

2020-08-31T18:00

2020-08-31T19:35

наука

гренландия

антарктида

земля — риа наука

глобальное потепление

ледники

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn21.img.ria.ru/images/156006/49/1560064943_0:0:3071:1728_1920x0_80_0_0_98a86c082ef3013b6f9bf426cc98dc07.jpg

МОСКВА, 31 авг — РИА Новости. Согласно результатам нового исследования, темпы таяния ледяных щитов Гренландии и Антарктиды резко ускорились в последние годы и стали главной причиной повышения уровня Мирового океана. Статья опубликована в журнале Nature Climate Change.Британские ученые из Университета Лидса в сотрудничестве с коллегами из Датского метеорологического института обобщили результаты спутниковых наблюдений за последние тридцать лет и сопоставили их с помощью метода взаимного сравнения баланса массы ледникового покрова (IMBIE) с расчетами климатических моделей.По оценкам авторов, начиная с 1990-х годов — с тех пор как за ледяным покровом начали регулярно наблюдать со спутников — повышение уровня Мирового океана за счет таяния ледников Гренландии и Антарктиды составило 1,8 сантиметра, что соответствует наихудшему сценарию, обозначенному в последнем оценочном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК).При этом вклад ледников Антарктиды составил 7,2 миллиметра, а Гренландии — 10,6 миллиметра. Последние измерения показывают, что уровень Мирового океана сейчас поднимается на четыре миллиметра каждый год.Если темпы таяния сохранятся, ожидается, что до конца столетия это приведет к подъему уровня моря еще на 17 сантиметров, что поставит под угрозу затопления прибрежные территории, на которых проживают 16 миллионов человек.»Хотя мы и ожидали, что ледяные щиты будут терять все большее количество льда в ответ на потепление океанов и атмосферы, скорость их таяния растет быстрее, чем мы могли представить, — приводятся в пресс-релизе слова ведущего автора исследования Тома Слейтера (Tom Slater) из Центра полярных наблюдений и моделирования климата Университета Лидса. — Таяние обгоняет климатические модели, которыми мы руководствуемся, и мы рискуем оказаться неподготовленными к рискам, связанным с повышением уровня моря».До сих пор глобальный уровень океана повышался в основном за счет механизма, называемого тепловым расширением, — объем морской воды увеличивался по мере того, как она становилась теплее. Но за последние пять лет таяние ледниковых щитов и горных ледников по своему значению обогнало тепловое расширение и стало основной причиной повышения уровня моря.»Если потери ледяного покрова будут продолжать следовать худшим сценариям потепления, надо ожидать дополнительного повышения уровня моря на 17 сантиметров от одних только ледниковых щитов, — продолжает еще один автор статьи Анна Хогг (Anna Hogg) из Школы Земли и окружающей среды в Лидсе. — Этого достаточно, чтобы удвоить частоту штормовых нагонов во многих крупнейших прибрежных городах мира».Авторы отмечают, что они оценивали только вклад ледников Антарктиды и Гренландии, но есть еще тысячи более мелких высокогорных и северных ледников, которые в последние годы тоже начали активно таять. Многие из них находятся на грани исчезновения. Например, знаменитый ледник Ок в Исландии был объявлен «мертвым» еще в 2014 году.

https://ria.ru/20200130/1564050849.html

https://ria.ru/20200824/klimat-1576101047.html

гренландия

антарктида

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn22.img.ria.ru/images/156006/49/1560064943_279:0:3010:2048_1920x0_80_0_0_14331d811c9d9fa9177588e9b66c9cf1.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

гренландия, антарктида, земля — риа наука, глобальное потепление, ледники

МОСКВА, 31 авг — РИА Новости. Согласно результатам нового исследования, темпы таяния ледяных щитов Гренландии и Антарктиды резко ускорились в последние годы и стали главной причиной повышения уровня Мирового океана. Статья опубликована в журнале Nature Climate Change.Британские ученые из Университета Лидса в сотрудничестве с коллегами из Датского метеорологического института обобщили результаты спутниковых наблюдений за последние тридцать лет и сопоставили их с помощью метода взаимного сравнения баланса массы ледникового покрова (IMBIE) с расчетами климатических моделей.

По оценкам авторов, начиная с 1990-х годов — с тех пор как за ледяным покровом начали регулярно наблюдать со спутников — повышение уровня Мирового океана за счет таяния ледников Гренландии и Антарктиды составило 1,8 сантиметра, что соответствует наихудшему сценарию, обозначенному в последнем оценочном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК).

При этом вклад ледников Антарктиды составил 7,2 миллиметра, а Гренландии — 10,6 миллиметра. Последние измерения показывают, что уровень Мирового океана сейчас поднимается на четыре миллиметра каждый год.

Если темпы таяния сохранятся, ожидается, что до конца столетия это приведет к подъему уровня моря еще на 17 сантиметров, что поставит под угрозу затопления прибрежные территории, на которых проживают 16 миллионов человек.

30 января 2020, 12:38НаукаУченые обнаружили в основании антарктического ледника теплую воду

«Хотя мы и ожидали, что ледяные щиты будут терять все большее количество льда в ответ на потепление океанов и атмосферы, скорость их таяния растет быстрее, чем мы могли представить, — приводятся в пресс-релизе слова ведущего автора исследования Тома Слейтера (Tom Slater) из Центра полярных наблюдений и моделирования климата Университета Лидса. — Таяние обгоняет климатические модели, которыми мы руководствуемся, и мы рискуем оказаться неподготовленными к рискам, связанным с повышением уровня моря».

До сих пор глобальный уровень океана повышался в основном за счет механизма, называемого тепловым расширением, — объем морской воды увеличивался по мере того, как она становилась теплее. Но за последние пять лет таяние ледниковых щитов и горных ледников по своему значению обогнало тепловое расширение и стало основной причиной повышения уровня моря.

«Если потери ледяного покрова будут продолжать следовать худшим сценариям потепления, надо ожидать дополнительного повышения уровня моря на 17 сантиметров от одних только ледниковых щитов, — продолжает еще один автор статьи Анна Хогг (Anna Hogg) из Школы Земли и окружающей среды в Лидсе. — Этого достаточно, чтобы удвоить частоту штормовых нагонов во многих крупнейших прибрежных городах мира».

Авторы отмечают, что они оценивали только вклад ледников Антарктиды и Гренландии, но есть еще тысячи более мелких высокогорных и северных ледников, которые в последние годы тоже начали активно таять. Многие из них находятся на грани исчезновения. Например, знаменитый ледник Ок в Исландии был объявлен «мертвым» еще в 2014 году.24 августа 2020, 08:00НаукаЧто происходит на самом деле — глобальное потепление или похолодание

«Подъем уровня моря — угроза более чем реальная»

Число жертв повышения уровня моря может оказаться в три раза выше, чем считалось ранее. На это указывают результаты исследования, которое было опубликовано в 2019 году учеными из независимой научно-просветительской организации по изучению климата Climate Central, расположенной в Принстоне (Нью-Джерси, США). «Курьер ЮНЕСКО» побеседовал со старшим научным сотрудником организации, специалистом по теории вычислений и ведущим автором этого исследования Скоттом Калпом. Используя искусственный интеллект, он оценил возможные последствия этого явления, из-за которого миллионы людей уже в 2050 году могут быть вынуждены покинуть свои дома.

Беседу провела Шираз Сидхва
«Курьер ЮНЕСКО»

Согласно проведенному вами исследованию*, опасность затопления прибрежных зон во всем мире гораздо более серьезная, чем предполагалось. Вас удивили такие результаты?

Мы ожидали, что риск затопления окажется выше, но все же не до такой степени. Исследование показало, что уже через 30 лет затоплению хотя бы раз в год будут подвергаться прибрежные районы, которые служат домом для 300 млн человек. При этом 150 млн человек проживают в зонах, которые к 2050 году окажутся ниже верхней границы прилива — а значит, без защитных сооружений будут непригодны для обитания.

Если уровень выбросов углекислого газа останется высоким, наиболее уязвимые территории — где сегодня живет около 10 % населения планеты — могут уже к концу этого века затапливаться ежегодно или окончательно покрыться водой.

На сколько поднимется уровень Мирового океана в XXI веке?

Согласно большинству прогнозов, к концу нынешнего столетия уровень моря поднимется на 0,5–1 метр, причем темпы его повышения, а также частота и интенсивность наводнений будут расти.

В ходе нашего исследования мы установили, что если выбросы углекислого газа в мире сократятся в соответствии с требованиями Парижского соглашения, к концу века риск затоплений может существенно снизиться в отношении земель, на которых сейчас проживает 30 млн человек. Более того, такое сокращение привело бы к уменьшению многих других негативных последствий изменения климата.

Какие регионы пострадают от затопления в наибольшей степени?

Подъем уровня моря — явление глобальное, которое затрагивает все приморские страны. Однако в ближайшие десятилетия его последствия будут сильнее всего ощущаться в Азии, где в прибрежных районах живет огромное количество людей. Если в общей сложности на участках, которые, согласно прогнозам, к 2050 году будут находиться ниже среднего уровня воды при ежегодном наводнении, проживает 300 млн человек, то основная их масса — около 75 % — это жители Бангладеш, Вьетнама, Индии, Индонезии, Китая и Таиланда.

В ряде стран в связи с этим уже принимаются радикальные меры. К примеру, в Индонезии было решено перенести столицу из Джакарты на возвышенные участки острова Борнео. По мере роста уровня моря подобные инициативы будут проводиться все чаще.

Подъем уровня моря — явление глобальное, которое затрагивает все приморские страны

Каким образом наиболее уязвимые прибрежные города могут подготовиться к неизбежным изменениям?

Наша цифровая модель рельефа CoastalDEM показала, что многие азиатские города, в том числе в Бангладеш, Вьетнаме, Индии, Индонезии и Китае, хотя бы частично расположены ниже верхней границы прилива. Закономерно предположить, что избежать затопления им позволяют естественные или искусственные объекты — береговые валы, насыпи, дамбы, подобно тем, что можно видеть в Шанхае, Нидерландах и Новом Орлеане. Однако чем выше будет уровень моря, тем больше средств потребуется на техническое обслуживание и совершенствование этих сооружений и тем крупнее будут масштабы возможных катастроф.

В качестве естественной защиты могут служить дюны, заболоченные земли и удаленность от берега. Однако если сегодня они позволяют ограничить последствия при затоплении прибрежной зоны, подъем уровня моря в будущем неизбежно приведет к снижению их защитной функции. 

Под угрозой находится не только Азия. В Германии, Соединенном Королевстве и Франции, в Египте, Ираке и Нигерии, в Бразилии и США в приморских низинах также есть крупные населенные пункты, которым по мере роста интенсивности наводнений может потребоваться дополнительная защита.

Как обстоит дело с малыми островными развивающимися государствами (МОСРГ)?

Наше исследование выявило, что для МОСРГ подъем уровня моря представляет особую опасность. При этом многие из них не располагают достаточными средствами для эффективного реагирования.

Так, на Мальдивах около 50 % населения проживает на территории, которая, по прогнозам, к 2100 году окажется ниже верхней границы прилива. На Маршалловых островах этот показатель еще выше — около 80 %. По мере роста уровня моря прибрежные участки в этих регионах будут затапливаться чаще и сильнее, вследствие чего еще задолго до окончания нашего столетия они могут стать непригодными для проживания. 

Эта стремительно нарастающая угроза во многом является результатом выбросов углекислого газа в богатых странах, и без поддержки этих стран правительства МОСРГ могут оказаться не в состоянии помочь своему населению адаптироваться.

На Мальдивах около 50 % населения проживает на территории, которая, по прогнозам, к 2100 году окажется ниже верхней границы прилива

Для своей цифровой модели CoastalDEM вы используете не спутниковые данные, как в моделях НАСА, а искусственный интеллект. Каковы преимущества этой новой технологии?

Чтобы правильно оценить риски, связанные с будущим повышением уровня моря, необходимо иметь максимально точное представление о рельефе суши. В этом и заключается цель нашего проекта.

Новые данные, полученные благодаря искусственному интеллекту, намного точнее, чем те, что были собраны в рамках Радиолокационной топографической миссии НАСА (SRTM). Особенно это относится к густонаселенным районам — тем, где находится основная масса подверженных риску людей и структур.

Нашу модель можно и нужно совершенствовать, но на данный момент она представляет собой самый надежный из инструментов, которые есть у ответственных лиц приморских стран для оценки рисков, обусловленных подъемом уровня Мирового океана.

Что правительствам необходимо сделать в первую очередь для смягчения последствий подъема уровня моря и защиты населения? 

Самым первым и решающим шагом должна стать оценка рисков с использованием наилучших ресурсов. Однако важнейшую роль играют усилия международного сообщества по сокращению выбросов углекислого газа и предотвращению глобального потепления. Благодаря им можно замедлить темпы повышения уровня моря и дать уязвимым сообществам больше времени на планирование и принятие адекватных мер реагирования.

Правительствам также следует воздерживаться от застройки районов с высоким риском наводнений и направить свои силы на защиту или перемещение населенных пунктов и инфраструктуры в безопасные районы.

Повышение уровня моря — угроза более чем реальная, и ее последствия мы ощутим уже в обозримом будущем. В этой связи действовать нужно в интересах не только грядущих, но и нынешних поколений.

*Flooded Future: Global Vulnerability to Sea Level Rise Worse Than Previously Understood («Будущее под водой: глобальные последствия подъема уровня моря более опасны, чем предполагалось»), 2019

Читайте также:

Интерактивная карта мира, отображающая риск затопления прибрежных зон в результате подъема уровня моря. Карта была разработана организацией Climate Central.

Международная солидарность как ответ на изменение климата, «Курьер ЮНЕСКО», июль-сентябрь 2019 г.

Климатические беженцы (интервью с итальянским климатологом Филиппо Джорджи на английском языке), «Курьер ЮНЕСКО» № 10, 2009 г.

***

Подпишитесь на «Курьер ЮНЕСКО» и узнавайте о новых выпусках первыми. Подписка на электронную версию 100% бесплатна.

«Курьер ЮНЕСКО» в социальных сетях: Twitter, Facebook, Instagram

Повышение уровня моря превратит 410 миллионов человек в климатических беженцев к концу века

«Рыбка Поньо на утесе» / Studio Ghibli, 2008

В мире уже чуть более миллиона квадратных километров прибрежных низменностей, на которых проживает 267 миллионов человек, находятся в зоне риска затопления при повышении уровня моря. К 2100 году площадь таких земель увеличится до 1,46 миллионов квадратных километров, а их население вырастет до 410 миллионов человек. Наиболее остро угроза стоит перед тропической частью Азии. К таким выводам пришли нидерландские ученые, используя данные нового спутника ICESat-2 LiDAR об изменении высоты прибрежных зон. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Согласно последнему отчету Межправительственной группы по изменению климата, уровень моря однозначно повысится более чем на 80 сантиметров, но пока непонятно, успеет ли это произойти в XXI веке. Исследования показывают, что в последние десятилетия значительно участились случаи наводнений, штормов и других стихийных бедствий, прямо или косвенно свидетельствующих о повышении уровня моря. Параллельно с этим на побережьях всего мира наблюдается проседание поверхности суши, которое составляет в среднем порядка 2,5 миллиметров в год, и в прибрежных городах эта цифра может доходить до 87 миллиметров в год. При этом существующие климатические модели, основанные на данных спутниковых наблюдений, достаточно грубо оценивают высоту поверхности планеты, что может приводить к заниженным оценкам повышения уровня моря. К примеру, у наиболее точной из ныне существующих модели CoastalDEM15 GDEM наилучшая средняя абсолютная ошибка составляет 1,26 метра.


Алджоса Хужер (Aljosja Hooijer) и Роналд Верниммен (Ronald Vernimmen) из нидерландского исследовательского института Deltares составили прогноз повышения уровня моря до 2100 года. Для этого они воспользовались новой глобальной цифровой моделью местности, построенной с помощью данных наблюдения со спутника ICESat-2 LiDAR. Средняя абсолютная ошибка для этой модели составляет 0,29 метра, а разрешение — 0,05 градуса. В качестве территорий с наибольшим уровнем риска рассматривались прибрежные низменности, расположенные не более чем на два метра выше среднего уровня моря.

Глобальное распределение прибрежных низменностей с указанием площадей, численности проживающего на них населения и темпов его прироста.

A. Hooijer & R. Vernimmen / Nature Communications, 2021

Выяснилось, что в мире 1,05 миллиона квадратных километров прибрежных территорий возвышаются над морем не более чем на два метра, то есть находятся в зоне высокого риска затопления. Около трети таких земель (0,32 миллиона квадратных километров) находится в тропической Азии. Сейчас в прибрежных низменностях мира проживает 267 миллионов человек, из них 191 миллион человек — в тропическом поясе и 157 миллионов в тропической Азии. С 2000 по 2020 годы средний прирост населения прибрежных низменностей составил 1,3 процента в год и был очень неоднородным (в США не превышал 0,5 процента в год, а в Северной Африке достигал трех процентов). Если предположить, что темпы роста населения и проседания поверхности суши останутся на уровне 2020 года, то к 2100 году в зоне риска окажется 1,46 миллиона квадратных километров прибрежных территорий, на которых будет проживать уже 410 миллионов человек. Для некоторых стран это может стать настоящей катастрофой: так, в Бангладеш уже на момент 2020 года в зоне риска находится 16 процентов территории, на которой проживает 18,1 миллиона человек, а Дельта Ганга затапливается ежегодно на 20-60 процентов.


Ранее экспертный опрос, проведенный среди 106 авторов наиболее цитируемых научных публикаций о повышении уровня Мирового океана, показал, что ученые расходятся с политиками в климатических прогнозах. Прогнозы климатологов оказались жестче, чем прогнозы политических организаций: по таянию ледников на 81 процент, по повышению уровня моря на семь процентов, по общему антропогенному воздействию на климат на четыре процента.

Марина Попова

Уровень океана поднимется к 2100 году до катастрофической отметки

Исследователи предупреждают: если не предпринять срочных действий, 187 миллионов человек в следующих трех поколениях могут потерять свои дома. Согласно их утверждениям, уровень воды в океанах стремительно увеличивается — более чем в два раза по сравнению с тем, что ожидалось ранее.

Это предупреждение от 22 ведущих полярных экспертов заслоняет все предыдущие тревожные сообщения о грядущих климатических катастрофах. По их прогнозам, уровень воды поднимется на 2,38 метра к 2100 году. Так что прогнозы Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) от 2013 года радикально устарели.

В пятом, последнем докладе IPCC подсчитала, что уровень воды увеличится от 35 до 94 сантиметров. Это было шесть лет назад. С тех пор было почти все без исключения наблюдения, как утверждает команда исследователей во главе с Джонатаном Бамбером из Бристольского университета (Великобритания), подтвердили самые пессимистичные предположения.

Если планета продолжит прогреваться, тающие ледники Антарктики и Гренландии, по всей вероятности, быстро поднимут уровень моря. Ученые прогнозируют увеличение от 62 до 238 сантиметров.

Такое резкое повышение уровня моря может иметь разрушительные последствия: жители планеты рискуют потерять около 1,79 млн квадратных километров земли, а до 187 млн человек лишатся своих домов. Малые островные государства в Тихом океане будут затоплены и необитаемы. «Такие изменения в течение следующих 80 лет вызовут серьезные социальные волнения», — заключает Бамбер.

Согласно «экспертному суждению», вероятность неблагоприятного сценария очевидна в случае потепления на пять градусов (по сравнению с доиндустриальным уровнем), и это произойдет к 2100 году. По крайней мере, в этом убеждены 18 из 22 экспертов. По их прогнозу, уровень моря повысится более чем на два метра с вероятностью около пяти процентов (при условии провала глобальной климатической политики).

На Конференции по изменению климата в Париже в 2015 году международное сообщество взяло на себя обязательство стабилизировать повышение средней температуры Земли до уровня ниже двух градусов по Цельсию и установить максимально допустимый предел температуры в 1,5 градуса.

Однако сегодня очевидно, что прогнозы Межправительственной группы (IPCC) на 2100 год необходимо скорректировать. Спутниковые данные показывают, что уровень моря поднимается быстрее, чем ожидалось. По данным Всемирной метеорологической организации, в 2018 году уровень увеличился на 3,7 миллиметров по сравнению с предыдущим годом. Это самый высокий рост с начала систематических спутниковых измерений.

Как мы измеряем уровень моря?

Краткий ответ:

НАСА измеряет уровень моря по всему миру с помощью спутников. Спутник Jason-3 использует радиоволны и другие инструменты для измерения высоты поверхности океана, также известной как уровень моря. Он делает это для всей Земли каждые 10 дней, изучая, как глобальный уровень моря меняется с течением времени.

Посмотрите это видео, чтобы узнать о повышении уровня моря!

Повышение уровня моря — один из ярких признаков глобального потепления.Это также одна из самых больших проблем, вызываемых глобальным потеплением.

Что вызывает повышение уровня моря?

Есть две основные причины повышения уровня моря, и обе они связаны с жарой. Ледники и ледяные щиты — это большие массы льда, лежащие на суше. По мере того как наша планета нагревается, этот лед тает и стекает в океаны. Чем больше воды в океанах, тем выше уровень моря.

По мере таяния ледников в восточной Гренландии вода уходит прямо в океан. Эта фотография была сделана с самолета для миссии НАСА по таянию океанов в Гренландии осенью 2016 года.Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

.

Во-вторых, при нагревании вода расширяется. Таким образом, теплая вода занимает больше места в наших океанах, что приводит к повышению уровня моря.

Теплая вода расширяется, занимая больше места, чем холодная. Это одна из причин того, что потепление на планете вызывает повышение уровня моря. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

.

В совокупности эти две вещи подняли уровень моря на 7-8 дюймов (примерно от 16 до 21 см) с 1900 года. Это большая проблема для миллионов людей, живущих в общинах недалеко от побережья.

Как мы узнаем, что уровень моря повышается?

Вы не можете просто использовать линейку для измерения глобального повышения уровня моря. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

.

К сожалению, нельзя просто положить в океан длинную линейку, чтобы измерить повышение уровня моря. Уровень моря варьируется от места к месту. Это из-за различий в географии, гравитации, температуре, океанских течениях и приливах.

Океаны покрывают около 70 процентов земного шара. Итак, чтобы узнать, насколько поднимается уровень моря на всей планете, вам понадобятся миллионы правителей в миллионах разных мест.

Оказывается, лучший способ измерить изменения уровня моря — из космоса.

На этом рисунке показан спутник Jason-3, который измеряет расстояние от себя до поверхности океана, отражая луч радиоволн от воды. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

.

Спутник НАСА «Джейсон-3» оснащен прибором, называемым радиолокационным высотомером. Он использует радиоволны вместо линейки для измерения расстояний.

Вот как это работает. Джейсон-3 отражает радиоволны от поверхности океана.Затем спутник подсчитывает, сколько времени требуется, чтобы эти сигналы вернулись. Ученые могут использовать это измерение для расчета расстояния между спутником и поверхностью океана в этом конкретном месте.

«Джейсон-3» находится на орбите на высоте около 800 миль (1300 километров) над Землей. Даже с такого расстояния «Джейсон-3» может измерить расстояние от себя до поверхности океана с точностью до одного дюйма (около трех сантиметров).

Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех

.

Jason-3 также имеет инструменты, которые позволяют ученым измерять расстояние от спутника до центра Земли.

Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех

.

Вычитая первое расстояние (между спутником и поверхностью океана) из второго расстояния (между спутником и центром Земли), мы можем вычислить расстояние от поверхности океана до центра Земли.

Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех

.

Спутник постоянно пролетает над новыми частями планеты. Примерно за 10 дней он измеряет высоту океана над всей Землей. Среднее значение всех этих измерений дает средний уровень моря для всей планеты.

В течение следующих 10 дней Джейсон-3 делает это снова и снова — и снова, и снова, год за годом! Наблюдая за тем, как среднее расстояние от вершины океана до центра Земли увеличивается с течением времени, мы можем измерить, насколько и насколько быстро повышается уровень моря.

Связанные миссии НАСА

Джейсон-3

Связанные ресурсы для преподавателей

Проект

: Как таяние льда вызывает повышение уровня моря
Стабильность и изменение: Мониторинг уровня моря Деятельность учащихся
Деятельность учащихся: Повышение уровня моря за десятилетия
Данные Головоломка Задание учащихся: Исследование повышения уровня моря с другими

Повышается ли уровень моря?

При продолжающемся потеплении океана и атмосферы уровень моря, вероятно, будет повышаться на многие столетия более высокими темпами, чем в текущем столетии.В Соединенных Штатах почти 40 процентов населения проживает в прибрежных районах с относительно высокой плотностью населения, где уровень моря играет роль в наводнениях, эрозии береговой линии и угрозах от штормов. Согласно Атласу океанов ООН, восемь из 10 крупнейших городов мира расположены недалеко от побережья.

В чем разница между глобальным и местным уровнем моря?

Глобальные тренды уровня моря и относительные тренды уровня моря — это разные измерения.Так же, как поверхность Земли не плоская, поверхность океана также не плоская — другими словами, поверхность моря не меняется с одинаковой скоростью во всем мире. Повышение уровня моря в определенных местах может быть больше или меньше среднемирового из-за многих местных факторов: оседания, борьбы с наводнениями вверх по течению, эрозии, региональных океанских течений, колебаний высоты суши и того, отскакивает ли земля от сжимающего веса Ледники ледникового периода.

Уровень моря в основном измеряется с помощью приливных станций и спутниковых лазерных высотомеров.Станции приливов и отливов по всему миру сообщают нам, что происходит на местном уровне — высоту воды, измеренную вдоль побережья относительно определенной точки на суше. Спутниковые измерения дают нам среднюю высоту всего океана. Взятые вместе, эти инструменты показывают нам, как уровень океана в океане меняется с течением времени.

Глобальный уровень моря повышался за последнее столетие, и этот показатель увеличился в последние десятилетия. В 2014 году глобальный уровень моря составлял 2.На 6 дюймов на больше среднего показателя за 1993 год — это самый высокий годовой показатель за всю историю спутников (с 1993 года по настоящее время). Уровень моря продолжает повышаться со скоростью , примерно на одну восьмую дюйма в год.

Более высокий уровень моря означает, что смертоносные и разрушительные штормовые нагоны распространяются дальше вглубь суши, чем когда-то, что также означает более частые неприятные наводнения. По оценкам, разрушительные и дорогостоящие, неприятные наводнения в прибрежных районах США происходят на 300-900 процентов чаще, чем всего 50 лет назад.

Двумя основными причинами глобального повышения уровня моря являются тепловое расширение, вызванное потеплением океана (поскольку вода расширяется при нагревании) и усиленное таяние наземных льдов, таких как ледники и ледяные щиты. Океаны поглощают более 90 процентов увеличения атмосферного тепла, связанного с выбросами в результате деятельности человека.

При продолжающемся потеплении океана и атмосферы уровень моря, вероятно, будет повышаться на многие столетия более высокими темпами, чем в текущем столетии.В Соединенных Штатах почти 40 процентов населения проживает в прибрежных районах с относительно высокой плотностью населения, где уровень моря играет роль в наводнениях, эрозии береговой линии и угрозах от штормов. Согласно Атласу океанов ООН, восемь из 10 крупнейших городов мира расположены недалеко от побережья.

Повышение уровня моря в определенных местах может быть больше или меньше среднемирового уровня из-за местных факторов, таких как оседание земли в результате естественных процессов и изъятие грунтовых вод и ископаемого топлива, изменения региональных океанских течений, а также отталкивание суши от сжимающий вес ледников ледникового периода.В городских условиях повышение уровня моря угрожает инфраструктуре, необходимой для местных рабочих мест и региональных производств. Дороги, мосты, метро, ​​водоснабжение, нефтяные и газовые скважины, электростанции, очистные сооружения, свалки — практически вся человеческая инфраструктура — подвергаются риску из-за повышения уровня моря.

Изменение климата: глобальный уровень моря

Глобальный средний уровень моря поднялся примерно на 8–9 дюймов (21–24 сантиметра) с 1880 года, причем около трети этого показателя придется на последние два с половиной десятилетия.Повышение уровня воды в основном происходит из-за сочетания талой воды с ледников и ледяных щитов и теплового расширения морской воды по мере ее нагревания. В 2019 году глобальный средний уровень моря был на 3,4 дюйма (87,6 миллиметра) выше среднего показателя за 1993 год — это самый высокий средний годовой уровень за всю историю спутниковых наблюдений (с 1993 года по настоящее время). С 2018 по 2019 год глобальный уровень моря поднялся на 6,1 миллиметра.

Изучите этот интерактивный график: Щелкните и перетащите любую ось, чтобы отобразить различные части графика.Чтобы сжать или растянуть график в любом направлении, удерживайте нажатой клавишу Shift, затем щелкните и перетащите. Голубой линией показаны сезонные (3-месячные) оценки уровня моря по данным Church and White (2011) . Более темная линия основана на данных об уровне моря Fast Delivery Гавайского университета. Значения представлены как изменение уровня моря в миллиметрах по сравнению со средним значением за 1993–2008 годы. Чтобы скачать эти данные в формате * .txt, смотрите в конце статьи.

Глобальный средний уровень воды в океане вырос на 0.14 дюймов (3,6 миллиметра) в год в период с 2006 по 2015 год, что в 2,5 раза превышало средний показатель 0,06 дюйма (1,4 миллиметра) в год на протяжении большей части двадцатого века. К концу столетия глобальный средний уровень моря, вероятно, поднимется как минимум на один фут (0,3 метра) выше уровня 2000 года, даже если выбросы парниковых газов в ближайшие десятилетия будут относительно низкими.

В некоторых океанских бассейнах уровень моря поднялся на 6-8 дюймов (15-20 сантиметров) с момента начала спутниковых наблюдений.Региональные различия существуют из-за естественной изменчивости силы ветров и океанских течений, которые влияют на то, сколько и где более глубокие слои океана хранят тепло.

Прошлый и будущий подъем уровня моря в определенных местах на суше может быть больше или меньше среднего глобального показателя из-за местных факторов: оседания грунта, борьбы с наводнениями вверх по течению, эрозии, региональных океанских течений и того, отталкивается ли суша от сжатия. вес ледников ледникового периода. В Соединенных Штатах самые высокие темпы повышения уровня моря происходят в Мексиканском заливе от устья Миссисипи к западу, за которым следует центральная часть Атлантического океана.Лишь на Аляске и в нескольких местах на северо-западе Тихого океана уровень моря падает, хотя эта тенденция изменится на обратную при высоких траекториях выбросов парниковых газов.

В некоторых океанских бассейнах уровень моря поднялся на 6-8 дюймов (15-20 сантиметров) с момента начала спутниковой записи в 1993 году.

В Соединенных Штатах почти 40 процентов населения живет в относительно прибрежные районы с высокой плотностью населения, где уровень моря играет роль в наводнениях, эрозии береговой линии и угрозах от штормов.Согласно Атласу океанов ООН, 8 из 10 крупнейших городов мира расположены недалеко от побережья.

В городских условиях вдоль побережья по всему миру повышение уровня моря угрожает инфраструктуре, необходимой для местных рабочих мест и региональной промышленности. Дороги, мосты, метро, ​​водоснабжение, нефтяные и газовые скважины, электростанции, очистные сооружения, свалки — список практически бесконечен — все они подвергаются риску из-за повышения уровня моря.

Более высокий фоновый уровень воды означает, что смертоносные и разрушительные штормовые нагоны, такие как те, которые связаны с ураганом Катрина, «супер-штормом» Сэнди и ураганом Майкл, продвигаются дальше вглубь суши, чем когда-то.Более высокий уровень моря также означает более частые наводнения во время приливов, иногда называемые «неприятными наводнениями», потому что они обычно не смертельны или опасны, но могут быть разрушительными и дорогостоящими. (Изучите прошлую и будущую частоту наводнений в районах США с помощью программы Climate Explorer, являющейся частью набора инструментов по адаптации к изменению климата в США.)

В естественном мире повышение уровня моря создает нагрузку на прибрежные экосистемы, которые обеспечивают отдых и защиту от штормов. , а также среда обитания рыб и диких животных, включая коммерчески ценные промыслы.По мере подъема уровня моря соленая вода также загрязняет пресноводные водоносные горизонты, многие из которых поддерживают муниципальное и сельскохозяйственное водоснабжение и естественные экосистемы.

Глобальное потепление вызывает повышение среднего глобального уровня моря двумя способами. Во-первых, ледники и ледяные щиты во всем мире тают и наполняют океан водой. Во-вторых, объем океана увеличивается по мере того, как вода нагревается. Третья, гораздо меньшая причина повышения уровня моря — это уменьшение количества жидкой воды на суше — водоносных горизонтах, озерах и водохранилищах, реках, влажности почвы.Этот перенос жидкой воды с суши в океан в значительной степени связан с перекачкой грунтовых вод.

С 1970-х до последнего десятилетия или около того таяние и тепловое расширение примерно в равной степени способствовали наблюдаемому повышению уровня моря. Но таяние горных ледников и ледяных щитов ускорилось:

В результате количество повышения уровня моря из-за таяния (с небольшой добавкой из-за переноса грунтовых вод и других перемещений водохранилищ) за период 2005–2013 годов было почти вдвое больше. повышения уровня моря из-за теплового расширения.

Темпы повышения уровня мирового океана увеличились более чем вдвое с 1,4 мм в год на протяжении большей части двадцатого века до 3,6 мм в год в 2006–2015 годах.

Измерение уровня моря

Уровень моря измеряется двумя основными методами: мареографом и спутниковым высотомером. Станции мареографов со всего мира измеряли ежедневные приливы и отливы на протяжении более века, используя различные ручные и автоматические датчики. Используя данные множества станций по всему миру, ученые могут рассчитать глобальное среднее значение и скорректировать его с учетом сезонных различий.

С начала 1990-х уровень моря измеряется из космоса с помощью радиолокационных высотомеров, которые определяют высоту морской поверхности путем измерения скорости отражения и интенсивности радиолокационного импульса, направленного на океан. Чем выше уровень моря, тем быстрее и сильнее обратный сигнал.

Чтобы оценить, насколько наблюдаемое повышение уровня моря связано с тепловым расширением, ученые измеряют температуру поверхности моря с помощью пришвартованных и дрейфующих буев, спутников и проб воды, взятых с судов.Температуру в верхней половине океана измеряет глобальный флот водных роботов. Более глубокие температуры измеряются приборами, спускаемыми с океанографических исследовательских судов.

Чтобы оценить, какая часть повышения уровня моря вызвана фактическим переносом массы — перемещением воды с суши в океан, — ученые полагаются на комбинацию прямых измерений скорости таяния и высоты ледников, сделанных во время полевых исследований, и спутниковых измерений. измерения крошечных сдвигов в гравитационном поле Земли.Когда вода перемещается с суши в океан, увеличение массы увеличивает силу притяжения над океанами на небольшую величину. По этим изменениям силы тяжести ученые оценивают количество добавленной воды.

Будущее повышение уровня моря

Поскольку глобальные температуры продолжают повышаться, уровень моря будет продолжать повышаться. Насколько он вырастет, в основном зависит от темпов будущих выбросов углекислого газа и будущего глобального потепления. Скорость его подъема в основном зависит от скорости таяния ледников и ледникового покрова.

Темпы повышения уровня моря ускорились, начиная с 1990-х годов, что совпало с ускорением таяния ледников и ледникового покрова. Однако неясно, будет ли это ускорение продолжаться, приводя к более быстрому и быстрому повышению уровня моря, или же динамика внутренних ледников и ледникового покрова (не говоря уже о естественной изменчивости климата) приведет к «импульсам» ускоренного таяния, прерываемым замедлением.

К концу века средний глобальный уровень моря, вероятно, поднимется как минимум на один фут (0.3 метра) выше уровня 2000 года, даже если выбросы парниковых газов в ближайшие десятилетия будут относительно низкими.

В 2012 году по запросу Научной программы США по изменению климата ученые NOAA провели обзор исследований по прогнозам глобального повышения уровня моря. Их эксперты пришли к выводу, что даже при минимально возможных путях выбросов парниковых газов средний глобальный уровень моря к 2100 году поднимется как минимум на 8 дюймов (0,2 метра) по сравнению с уровнями 1992 года. При высоких темпах выбросов уровень моря будет намного выше, но маловероятен. превысить 6.На 6 футов выше уровня 1992 года.

Как нижний предел, так и возможности «наихудшего случая» были пересмотрены в сторону повышения в 2017 году после обзора Межведомственной целевой группы США по повышению уровня моря. Согласно их новым сценариям, глобальный уровень моря с большой вероятностью поднимется как минимум на 12 дюймов (0,3 метра) выше уровня 2000 года к 2100 году даже при использовании пути с низким уровнем выбросов. На будущих трассах с самыми высокими выбросами парниковых газов к 2100 году повышение уровня моря может достигнуть 8,2 фута (2,5 метра) выше уровня 2000 года.

Наихудший сценарий с более высокой вероятностью — который крайне маловероятен, но не может быть исключен — во многом связан с новыми наблюдениями и моделированием потери льда в Антарктиде и Гренландии.После отчета за 2012 год появилось новое исследование, показывающее, что некоторые из наиболее экстремальных оценок того, насколько быстро эти ледяные щиты могут таять, были более правдоподобными, чем они казались ранее.

Прогнозы на 2017 год показывают, что почти на всех побережьях США за пределами Аляски повышение уровня моря, вероятно, будет выше, чем в среднем в мире для трех наиболее высоких путей повышения уровня моря, благодаря местным факторам, таким как оседание земли, изменения океанских течений и региональные потепление океана. Для густонаселенного побережья Атлантического океана к северу от Вирджинии и западной части Мексиканского залива повышение уровня моря, вероятно, будет выше, чем в среднем в мире для всех путей.С другой стороны, если выбор энергии в будущем позволит нам оставаться на одном из трех самых низких путей, Аляска и Тихоокеанский северо-запад, вероятно, испытают локальное повышение уровня моря, которое будет меньше, чем в среднем в мире.

Однако во всех случаях повышение уровня моря увеличивает риск прибрежных наводнений. Наводнение во время прилива уже является серьезной проблемой для многих прибрежных населенных пунктов, и ожидается, что в будущем ситуация будет только ухудшаться с продолжающимся повышением уровня моря.

О данных, используемых в интерактивном графике

Эти данные (скачать *.txt) предназначены только для образовательных и коммуникационных целей. Ранняя часть временного ряда, показанная на графике выше, получена от группы уровня моря CSIRO (Организация научных и промышленных исследований Содружества), национального научного агентства Австралии. Они задокументированы в Church and White (2011). Более поздняя часть временного ряда получена из Центра уровня моря Гавайского университета (UHSLC). Он основан на средневзвешенном значении 373 мировых данных мареографов, собранных Национальной океанской службой США, UHSLC и партнерскими агентствами по всему миру.Веса для каждого датчика в глобальном среднем определяются с помощью кластерного анализа, который группирует датчики из мест, где уровень моря имеет тенденцию изменяться одинаковым образом. Это предотвращает чрезмерное акцентирование внимания на регионах, где много мареографов, расположенных в непосредственной близости. Данные за последний год следует считать предварительными. Научные пользователи должны получать данные исследовательского качества непосредственно с UHSLC и / или веб-страницы NOAA Tides and Currents.

Список литературы

Кассотта, С., Деркесен, К., Екайкин, А., Холлоуд, А., Кофинас, Г., Макинтош, А., Мельбурн-Томас, Дж., Мюльберт, М.М.К., Оттерсен, Г., Притчард, Х., и Шур, Э.А.Г. (2019). Глава 3: Полярные регионы. В специальном докладе МГЭИК об океане и криосфере в условиях изменения климата [Х.-О. Пёртнер, Д. К. Робертс, В. Массон-Дельмотт, П. Чжай, М. Тиньор, Э. Полочанска, К. Минтенбек, М. Николай, А. Окем, Дж. Петцольд, Б. Рама, Н. Вейер (ред.) ]. Под давлением. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/sites/3/2019/11/SROCC_FinalDraft_Chapter3.pdf

Церковь, J.A., P.U. Кларк, А. Казенаве, Дж.М. Грегори, С. Джевреева, А. Леверманн, М.А. Меррифилд, Г.А. Милн, Р. Нерем, П. Нанн, А.Дж. Пейн, В.Т. Пфеффер, Д. Стаммер и А.С. Унникришнан. (2013). Изменение уровня моря. В: Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С.К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П.М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.

Черч, Дж. А., и Уайт, Н. Дж. (2011). Повышение уровня моря с конца 19 до начала 21 века. Исследования по геофизике, 32 (4-5), 585–602. http://doi.org/10.1007/s10712-011-9119-1

Домингес, Р., Гони, Г., Барингер, М., и Волков, Д. (2018). Что вызвало ускоренные изменения уровня моря вдоль восточного побережья США в 2010–2015 годах? Письма о геофизических исследованиях , 45 (24), 13,367-13,376.https://doi.org/10.1029/2018GL081183

IPCC, 2019: Резюме для политиков. In: Special Report on the Ocean and Cryosphere in the Changing Climate [H.-O. Pörtner, DC Roberts, V. Masson-Delmotte, P. Zhai, M. Tignor, E. Poloczanska, K. Mintenbeck, M Николай, А. Окем, Дж. Петцольд, Б. Рама, Н. Вейер (ред.)]. Под давлением. https://report.ipcc.ch/srocc/pdf/SROCC_SPM_Approved.pdf

IPCC. (2013). Резюме для политиков. В: Изменение климата 2013: основы физических наук.Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С.К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П.М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. [онлайн] http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_SPM_FINAL.pdf. По состоянию на 2 ноября 2015 г.

Leuliette, E. (2014). Бюджет недавнего повышения уровня мирового океана: 1995-2013 гг.Опубликовано Национальным управлением океанических и атмосферных исследований. [онлайн-pdf] http: //www.star.nesdis.noaa.gov/sod/lsa/SeaLevelRise/documents/NOAA_NESD …. Проверено 18 ноября 2019 г.

NOAA Центр оперативной океанографической продукции и услуг. (нет данных) Тенденции уровня моря. [онлайн: https://tidesandcurrents.noaa.gov/sltrends/], дата обращения 18 ноября 2019 г.

Пэррис, А., П. Бромирски, В. Беркетт, Д. Кайан, М. Калвер, Дж. Холл, Р. Хортон, К. Кнуути, Р. Мосс, Дж. Обейсекера, А.Салленгер и Дж. Вайс. (2012). Сценарии повышения глобального уровня моря для национальной оценки климата США. Техническая памятка NOAA OAR CPO-1. 37 стр. [Онлайн] http://cpo.noaa.gov/sites/cpo/Reports/2012/NOAA_SLR_r3.pdf. По состоянию на 18 ноября 2019 г.

Пелто, М. (2019). Альпийские ледники: еще одно десятилетие потерь. Realclimate.org. [Онлайн: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2019/03/alpine-glaciers-another-decade-of-loss/] Проверено 18 ноября 2019 г.

Свит, У.В., Копп, Р.Э., Уивер, К.П., Обейсекера, Т., Хортон, Р.М., Тилер, Э.Р., и Зервас, К. (2017). Глобальные и региональные сценарии повышения уровня моря для США. NOAA Tech. Представитель NOS CO-OPS 083. Национальное управление океанических и атмосферных исследований, Национальная океаническая служба, Силвер-Спринг, Мэриленд. 75pp. [Онлайн: https://tidesandcurrents.noaa.gov/publications/techrpt83_Global_and_Regional_SLR_Scenarios_for_the_US_final.pdf]

Sweet W. V., J. Park, J.J. Марра, К. Зервас и С. Гилл (2014). Повышение уровня моря и изменение частоты неприятных наводнений вокруг U.S. Технический отчет NOAA NOS CO-OPS 73, 53p. [Онлайн: https://tidesandcurrents.noaa.gov/publications/NOAA_Technical_Report_NOS_COOPS_073.pdf]

Дополнительные данные об уровне моря и информация от NOAA и партнеров

Страница глобального содержания тепла и солей в океане в NCEI

Страница тенденций изменения уровня моря приливов и течений в Национальной океанской службе

Цифровая программа для просмотра повышения уровня моря на побережье в Центре обслуживания прибрежных районов

Страница о рисках прибрежных наводнений в Инструментарии по адаптации к изменению климата в США

Повышение уровня моря становится угрозой для районов Южной Флориды в милях от океана

Кредит: CC0 Public Domain

Повышение уровня моря может показаться проблемой только для жителей прибрежных районов, опасностью, которая связана с потрясающими видами и легким доступом к пляжу.

Но районы, расположенные в 20 милях вглубь суши, начинают ощущать воздействие, поскольку более высокая возвышенность Атлантического океана усложняет дренажным каналам их сухость. Проблема обнаружилась в прошлом году в Tropical Storm Eta, когда паводковые воды оставались в юго-западных районах Броварда в течение нескольких дней, отчасти из-за того, что возвышенность океана заблокировала каналы от осушения региона.

«Это было довольно страшно», — сказала Барб Бестени, которая живет на далеком западе Мирамара.«Я вышел из дома в воду по щиколотку. Она прошла на три четверти вверх по подъездной дорожке. Я никогда не видел воды такой высоты. Это было страшно, потому что я не знал, будет ли она продолжать подниматься».

Хотя ее дом в сообществе Сансет Лейкс стоит на окраине Эверглейдс, более высокая возвышенность Атлантики препятствовала тому, чтобы он осушался так же эффективно, как в прошлом.

«Требовалось очень и очень много времени, чтобы отступить», — сказала она. «Две-три недели, чтобы вернуться к нормальному уровню.«

Район управления водными ресурсами Южной Флориды, который управляет большими каналами, спускающими воду в океан, на этой неделе представил штату запрос на финансирование для ремонта системы с предварительным списком проектов, стоимость которых превышает 1,5 миллиарда долларов. Несмотря на свою дороговизну, насосы и другие усовершенствования помогут восстановить эффективность системы, построенной после Второй мировой войны, с которой стало труднее работать во время повышения уровня моря.

«Когда уровень воды в океане выше, мы не можем сбросить воду, поэтому мы закрываем ворота, чтобы вода из океана не попадала внутрь», — сказала Каролина Маран, районный офицер по обеспечению устойчивости Управления водного хозяйства Южной Флориды.«Во время Eta он был намного выше, чем обычно. И это снова означает, что мы не можем сбросить воду в океан, и это уменьшило нашу способность предотвращать наводнения и бороться с ними».

Штормы захлестнули системы защиты от наводнений

Хотя никогда не бывает лучшего времени, чтобы выдержать 15 сантиметров дождя, тропический шторм Эта обрушился на Южную Флориду в особенно сложный период.

Земля уже была насыщена предыдущими штормами.А прибрежные воды подвергались коренному приливу, явлению, которое происходит, когда положение Солнца и Луны объединяется, чтобы произвести самые высокие приливы в году. По мере повышения уровня моря королевские приливы становятся все выше.

Широкие каналы, которые проходят через округа Бровард и Майами-Дейд и переносят дождевую воду в океан, частично зависят от силы тяжести. Когда дождевая вода поднимает уровень канала на внутренней стороне, управляющие водными ресурсами поднимают ворота, разделяющие его со стороны океана, и вода утекает, в конечном итоге достигая Атлантического океана.

Но когда атлантическая сторона высока, может не быть разницы в высоте между каждой стороной ворот, поэтому, когда они поднимаются, вода не движется. Или, что еще хуже, атлантическая сторона может быть выше, поэтому подъем ворот позволит океанской воде течь вглубь суши.

Во время тропической бури Этата сотрудники Дренажного района Южного Броварда обнаружили, что они сверяются с графиками приливов и отливов, чтобы определить, когда они могут открыть ворота и сбросить воду.

«Нам пришлось закрыть наши ворота, потому что нижнее течение становится равным нашему верхнему», — сказал Кевин Харт, районный директор Дренажного округа Саут-Бровард, который управляет системой каналов, которые впадают в более крупные каналы, которые впадают в океан.«Мы не хотим сливаться, мы хотим сливаться. Мы должны закрыть наши ворота.

«Мы смотрели на карты приливов — отливы будут в 2 часа, а в 5 или 6 мы увидим, как уровни падают, и снова откроем наши ворота».

Система старения противостоит повышению уровня моря

Построенная в основном в 1940-х и 1950-х годах, дренажная система Южной Флориды была эффективной — некоторые сказали бы, слишком эффективной — системой для сохранения сухости некогда болотистой части Флориды.

Система способствовала упадку Эверглейдс, временами затопляя местность, а иногда иссушая.Но он выполнил то, что должен был сделать, сохранив землю сухой для таких городов, как Пембрук-Пайнс и Мирамар, быстро переместив дождевую воду через систему каналов в океан.

Но сейчас движение воды не такое быстрое и не всегда происходит. В результате люди в городах без вида на океан обнаруживают, что уровень воды в Атлантическом океане может повлиять на их дома.

Хотя города устанавливают насосы и другие противопаводковые устройства, им необходима пропускная способность каналов для отвода воды.

«Что бы мы ни делали, если они не опускают эти каналы, чтобы наша вода могла вытечь, ничего не поделаешь», — сказал Анджело Кастильо, комиссар Pembroke Pines. «Мы можем потратить столько денег, сколько захотим, на дренаж, но если они не могут получить доступ к каналам, потому что каналы не будут использовать эту пропускную способность, ничто из того, что мы делаем с точки зрения более быстрой подачи воды в эти каналы, не сработает».

Уровень моря повышается ускоренными темпами, в основном из-за изменения климата, вызванного загрязнением от автомобилей, электростанций и других источников удерживающих тепло газов.По данным исследования NOAA, с 1993 по 2019 год глобальный уровень моря поднялся на 3,4 дюйма.

В Южной Флориде, по оценкам Соглашения об изменении климата Юго-Восточной Флориды, представляющего местные органы власти, к 2040 году уровень моря должен повыситься еще на 10-17 дюймов.

В надежде обновить систему в эпоху повышения уровня моря район управления водными ресурсами предложил усовершенствовать 23 дренажные сооружения в округах Бровард и Майами-Дейд. Они простираются от южного округа Майами-Дейд до канала Хиллсборо, разделяющего округа Бровард и Палм-Бич.

Основными проектами будут добавление мощных насосов, позволяющих перекачивать воду на океанскую сторону канала, когда океан слишком высок, чтобы перемещать воду под действием силы тяжести. Но эти проекты дорогие.

Улучшения, если они пройдут, могут помочь домовладельцам со счетами на страхование от наводнений. Лучшая дренажная система могла бы снизить ставки и сократить количество объектов недвижимости, необходимых для получения страховки от наводнения.

Район управления водными ресурсами ищет деньги из федерального бюджета и штата для оплаты работ.Как только поступит первое финансирование, округ планирует приступить к проектированию новых насосов и других усовершенствований для водоконтролирующих сооружений на канале, истощающем южный Бровард, и канале, истощающем северо-восток Майами-Дейд.

Дженнифер Джурадо, которая курирует планирование изменения климата в округе Бровард, сказала, что улучшения помогут предотвратить наводнения в районах во время будущих штормов, но в регионе необходимо найти способы сохранить как можно больше воды, а не просто откачивать ее.

«Он пытается гарантировать, что система работает как минимум так, как предполагалось», — сказала она. «Это огромная часть решения проблемы. Наша система не может просто откачать его. Мы должны иметь возможность хранить как можно больше его, потому что идущий дождь — это дождь, который мы используем для нашего водоснабжения. Нам нужно для улавливания и хранения этой воды, а также для оказания помощи при наводнении «.


В этом году начнется крупный проект восстановления Эверглейдс


© 2021 Южная Флорида Sun-Sentinel.
Распространяется компанией Tribune Content Agency, LLC.

Ссылка :
Повышение уровня моря становится угрозой для районов Южной Флориды в милях от океана (2021 г., 6 сентября)
получено 10 сентября 2021 г.
с https: // физ.org / news / 2021-09-sea-level-risk-south-florida-neighbourss.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

‘Как высоко я нахожусь над уровнем моря?’ Если вы искали это в Google, вы, вероятно, задаете неправильный вопрос — эксперт объясняет

.

Последний отчет Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата противоречит.Он обнаружил, что средний глобальный уровень моря повысился примерно на 20 сантиметров в период с 1901 по 2018 год. Фактически, уровень моря повышался за последние сто лет быстрее, чем когда-либо за последние 3000 лет.

Ожидается, что это ускорение продолжится. Ожидается, что к 2050 году уровень моря повысится еще на 15-25 см, при этом чувствительность к выбросам парниковых газов будет незначительной. Однако после 2050 года степень повышения уровня моря будет во многом зависеть от наших будущих выбросов.

В сценарии с низким уровнем выбросов мы можем ожидать, что к 2100 году уровень моря поднимется примерно на 38 см выше среднего уровня за 1995–2014 годы.В сценарии с высокими выбросами ожидается более чем вдвое до 77 см.

В любом случае, кто почувствует последствия повышения уровня моря? И насколько важна высота вашего местоположения над уровнем моря? Это вопрос, который многие из вас задают в Google с момента публикации отчета. Но ответ непростой.




Подробнее:
Это самый отрезвляющий табель успеваемости по изменению климата и будущему Земли. Вот что вам нужно знать


Повышение уровня моря неравномерное

С тех пор, как спутники начали измерять высоту поверхности моря почти три десятилетия назад, мы узнали, что повышение уровня моря не является равномерным по всему миру.

Карта слева в этом видео показывает ежедневные колебания уровня моря с 1993 года, а кривая справа показывает средний глобальный уровень моря по месяцам.

Фактически, уровень моря может довольно существенно меняться от года к году и от десятилетия к десятилетию. Однако мы знаем, что большая часть этой региональной изменчивости вызвана изменениями приземного ветра и обычно будет уменьшаться в течение длительного времени.

Таким образом, хотя прогнозы в отчете МГЭИК относятся к глобальному среднему уровню моря на 2100 год, в большинстве прибрежных районов уровень моря поднимется в пределах 20% от прогнозов (которые могут измениться после 2050 года в зависимости от глобальных выбросов).

Зоны затопления и дренаж

Высота над уровнем моря является важным фактором при определении степени риска затопления в конкретном месте из-за повышения уровня моря.

В прибрежных зонах с низкой высотой, физическое расстояние до побережья и некоторые топографические особенности местности, такие как песчаные дюны, водно-болотные угодья и построенные людьми сооружения, такие как сборы и стены от наводнений, могут служить буфером для повышения уровня моря.

Тем не менее, текущее и прогнозируемое повышение уровня моря может по-прежнему представлять значительный риск для регионов с такими буферными зонами, поскольку существует много способов, которыми повышение уровня моря может привести к наводнению.

Например, когда уровень моря поднимается, вода из моря может затопить системы ливневой канализации и в конечном итоге затопить внутренние районы с отметками ниже (или которые в конечном итоге будут ниже) уровня моря. Это связано с тем, что дренаж в значительной степени зависит от силы тяжести, а в некоторых системах ливневой канализации нет затворов, препятствующих попаданию воды из океана.

Здесь мы видим Бобинхед во время наводнения в Новом Южном Уэльсе во время прилива. Эта проблема станет более острой по мере повышения уровня моря и потребует умных инженерных решений, таких как дренажные насосы, чтобы выталкивать воду обратно в море.

Есть также случаи, когда искусственные сооружения, предназначенные для защиты людей от ударов уровня моря, могут быть нарушены, что приведет к наводнению. Одним из ярких примеров было наводнение в Новом Орлеане, которое произошло во время урагана Катрина, когда искусственная система дамбы от наводнения потерпела множество отказов

Диапазон приливов и отливов вокруг Австралии варьируется от менее 1 м в некоторых частях, таких как юго-запад Австралии, до более 8 м в других частях, например, на северо-западе.

Диапазон приливов и отливов в районе определяет, насколько быстро будут усиливаться последствия наводнения по мере повышения уровня моря.Если два региона имеют одинаковую высоту, когда уровень прилива превышает высоту этих регионов, регион с меньшим диапазоном приливов, вероятно, будет бороться с большим количеством наводнений и дольше, чем регион с большим диапазоном приливов.

Эрозия пляжа увеличивает риск

Тем не менее, все вышеперечисленное не учитывает тот факт, что наши пляжи по своей природе являются мобильными системами, которые реагируют на изменения. Вот почему связь между возвышением активов над отметкой прилива и риском затопления менее очевидна в прибрежных зонах с низкой высотой, где проживает 11% населения Австралии.

Когда уровень моря поднимается, форма береговой линии изменяется вместе с ним и может в значительной степени перемещаться вглубь суши. Если уровень моря поднимется на 1 метр, берег может выветриться вглубь суши на 1 км или более. Это потенциально может создать риск для собственности, даже если она в настоящее время находится выше прогнозируемого повышения уровня моря.

В Австралии много отступающих береговых линий, часто образующих поразительные эрозионные рельефы, такие как район Великой океанской дороги.




Подробнее:
К 2100 году мир может потерять половину своих песчаных пляжей.Еще не поздно спасти большинство из них


Однако реакция береговой линии также может быть ограничена природными и человеческими факторами. В некоторых регионах высота побережья на самом деле увеличивается из-за отложений наносов или тектонического подъема, поднимающего берег так же быстро (или даже быстрее), чем поднимается уровень моря.

В Австралии это особенно заметно в эстуариях с речным притоком наносов, и где такие растения, как мангровые заросли, солончаки и дюны, помогают собирать отложения в их корневых системах.

Мы знаем, что повышение уровня моря надолго. И теперь нам неизбежно придется адаптироваться к изменениям на наших побережьях. Мы уже используем ряд подходов для противодействия прогнозируемому повышению уровня моря в Австралии, в том числе:

  • Облагораживание пляжей песком
  • Образование большего количества мест обитания водорослей, солончаков и мангровых зарослей
  • строительство морских дамб и другие жесткие меры по защите побережья.

Но важно отметить, что у нас все еще есть выбор, насколько и как быстро уровень моря поднимется после 2050 года.Так что, возможно, вместо того, чтобы гуглить текущую высоту над уровнем моря, более прагматичным подходом было бы подумать о том, что вы можете сделать, чтобы защитить свои берега и уменьшить углеродный след.

индикаторов изменения климата: уровень моря

Ключевые моменты

  • После периода приблизительно 2000 лет небольших изменений (не показаны здесь), глобальный средний уровень моря повысился на протяжении 20 -х годов века, и темпы изменения ускорились в последние годы. При усреднении по всем океанам мира абсолютный уровень моря повышался в среднем на 0.06 дюймов в год с 1880 по 2013 год (см. Рисунок 1). Однако с 1993 года средний уровень моря повышался со скоростью от 0,12 до 0,14 дюйма в год, что примерно в два раза быстрее, чем долгосрочная тенденция.
  • Относительный уровень моря повысился на большей части побережья США в период с 1960 по 2020 год, особенно на побережье Срединно-Атлантического океана и на некоторых участках побережья Персидского залива, где некоторые станции зарегистрировали повышение более чем на 8 дюймов (см. Рисунок 2). Между тем, относительный уровень моря упал в некоторых местах на Аляске и на северо-западе Тихого океана.На этих участках, несмотря на то, что абсолютный уровень моря повысился, высота суши поднялась быстрее.
  • Хотя абсолютный уровень моря в целом неуклонно повышался, особенно в последние десятилетия, региональные тенденции меняются, а абсолютный уровень моря в некоторых местах снизился. 2 Относительный уровень моря также не повысился равномерно из-за региональных и местных изменений в движении суши и долгосрочных изменений в моделях прибрежной циркуляции.

Фон

По мере изменения температуры Земли изменяется и уровень моря.Температура и уровень моря связаны по двум основным причинам:

  1. Изменения объема воды и льда на суше (а именно ледников и ледяных щитов) могут увеличивать или уменьшать объем воды в океане (см. Индикатор «Ледники»).
  2. По мере того, как вода нагревается, она немного расширяется — эффект, который накапливается по всей глубине океанов (см. Индикатор Ocean Heat).

Изменение уровня моря может повлиять на деятельность человека в прибрежных районах. Повышение уровня моря приводит к затоплению низинных водно-болотных угодий и суши, размывает береговую линию, способствует затоплению прибрежных районов и увеличивает приток соленой воды в эстуарии и близлежащие водоносные горизонты подземных вод.Более высокий уровень моря также делает прибрежную инфраструктуру более уязвимой для ущерба от штормов.

Однако изменения уровня моря, влияющие на прибрежные системы, связаны не только с расширением океанов, потому что континенты Земли могут также подниматься и опускаться относительно океанов. Земля может подниматься за счет таких процессов, как накопление наносов (процесс, который построил дельту реки Миссисипи) и геологические подъемы (например, когда ледники тают, и земля под ними больше не отягощается тяжелым льдом).В других районах земля может опускаться из-за эрозии, уплотнения наносов, естественного проседания (опускания из-за геологических изменений), изъятия грунтовых вод или инженерных проектов, которые не позволяют рекам естественным образом оседать отложения на своих берегах. Изменения океанических течений, таких как Гольфстрим, также могут влиять на уровень моря, отталкивая больше воды от одних береговых линий и отводя их от других, соответственно повышая или понижая уровень моря.

Ученые объясняют эти типы изменений, измеряя изменение уровня моря двумя разными способами. Относительное изменение уровня моря относится к тому, как высота океана повышается или понижается относительно суши в определенном месте. Напротив, абсолютное изменение уровня моря относится к высоте поверхности океана над центром Земли, независимо от того, поднимается или опускается близлежащая суша.

Об индикаторе

Этот индикатор отображает тенденции изменения уровня моря на основе измерений мареографов и спутников, вращающихся вокруг Земли.Приливомеры измеряют относительное изменение уровня моря в точках вдоль побережья, а спутниковые приборы измеряют абсолютное изменение уровня моря почти на всей поверхности океана. Многие мареографы собирали данные более 100 лет, а спутники собирали данные с начала 1990-х годов.

На рис. 1 показано ежегодное изменение абсолютного уровня моря, усредненное по всей поверхности океана Земли. Долгосрочный тренд основан на данных мареографов, которые были скорректированы для отображения абсолютных глобальных тенденций посредством калибровки с недавними спутниковыми данными.Этот набор долгосрочных данных был рассчитан до 2013 года, а спутниковые данные теперь доступны до конца 2019 года. На рисунке 2 показаны тенденции в более локальном масштабе, подчеркивая изменение относительного уровня моря с 1960 по 2020 год на 67 мареографах вдоль побережья. Атлантическое, Тихоокеанское побережье и побережье Персидского залива США.

О данных

Примечания к индикатору

Относительные тренды уровня моря представляют собой сочетание абсолютного изменения уровня моря и любого местного движения суши. Измерения мареографом, такие как показанные на Рисунке 2, обычно не могут различить эти два различных влияния без точного измерения вертикального движения суши поблизости.

Некоторые изменения относительного и абсолютного уровня моря могут быть вызваны многолетними циклами, такими как Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые влияют на температуру океана в прибрежных водах, содержание соли, характер ветра, атмосферное давление (и, следовательно, следы штормов) и течения. Для получения надежного тренда могут потребоваться данные за многие годы, поэтому спутниковая запись на Рисунке 1 была дополнена более долгосрочной реконструкцией, основанной на измерениях мареографа.

Источники данных

Абсолютные тренды уровня моря были предоставлены Австралийской организацией научных и промышленных исследований и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований.Эти данные основаны на измерениях, собранных спутниками и мареографами. Данные об относительном уровне моря доступны в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований, которое публикует интерактивную онлайн-карту (https://tidesandcurrents.noaa.gov/sltrends/sltrends.shtml) со ссылками на подробные данные для каждого мареографа.

Техническая документация


Список литературы

1. Sweet, W.V., R. Horton, R.E. Копп, А. ЛеГранд и А. Роману.2017. Повышение уровня моря. В: Специальный доклад по науке о климате: Четвертая национальная оценка климата, том I. Wuebbles, D.J., D.W. Фэи, К. Хиббард, Д.Дж. Доккен, Британская Колумбия Стюарт, Т. Мэйкок (ред.). DOI: 10.7930 / J0VM49F2.

2. Колорадский университет в Боулдере. 2016. Изменение уровня моря: выпуск №2 за 2016 год — карта тенденций. По состоянию на май 2019 г. https://sealevel.colorado.edu.

3. CSIRO (Организация научных и промышленных исследований Содружества).Обновление за 2017 г. данных, первоначально опубликованных в: Church, J.A., and N.J. White. 2011. Повышение уровня моря с конца 19 до начала 21 века. Surv. Geophys. 32: 585–602. По состоянию на сентябрь 2017 г. www.cmar.csiro.au/sealevel/sl_data_cmar.html.

4. NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2016. Лаборатория спутниковой альтиметрии: Повышение уровня моря. По состоянию на март 2021 г. www.star.nesdis.noaa.gov/sod/lsa/SeaLevelRise/LSA_SLR_timeseries_global.php.

5. NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). Обновление до 2021 года данных, первоначально опубликованных в NOAA. 2009. Колебания уровня моря в США 1854–2006 гг. Технический отчет NOAA NOS CO-OPS 053. www.tidesandcurrents.noaa.gov/publications/Tech_rpt_53.pdf.


Новые данные о высоте тройные оценки глобальной уязвимости к повышению уровня моря и прибрежным наводнениям

Глобальный

Учитывая каждый проанализированный сценарий уровня моря (дополнительная таблица 1) и попеременно используя SRTM и CoastalDEM, мы оцениваем количество людей на суше, которые могут подвергаться прибрежному затоплению — либо из-за постоянного падения ниже MHHW, либо из-за временного падения ниже местной годовой высоты паводка (Таблица 1, Дополнительные данные 1).Прибрежные защитные сооружения не рассматриваются, но гидрологическая связь с океаном в противном случае обеспечивается с помощью анализа связанных компонентов. На рисунке 1 представлены поверхности постоянного затопления в выбранных местах для медианы K17 / RCP 8.5 / 2100. Также не рассматриваются будущий рост населения и миграция; скорее, мы используем данные о плотности населения 2010 г. (в основном текущие) из Landscan 13 , чтобы указать на угрозы, связанные с нынешними моделями развития.

Таблица 1 Глобальные популяции на суше, подверженной риску Рис.1

Постоянные поверхности затопления, спрогнозированные CoastalDEM и SRTM с учетом медианы проекции уровня моря K17 / RCP 8.5 / 2100. Местоположение включает ( и ) дельту Жемчужной реки, Китай; ( b ) Бангладеш; ( c ) Джакарта, Индонезия; и ( d ) Бангкок, Таиланд. Низколежащие области, изолированные от океана, удаляются с поверхности затопления с помощью анализа связанных компонентов. Текущие водные объекты взяты из набора данных SRTM Water Body Dataset. Серые области представляют сушу.Метки на осях обозначают широту и долготу

Подверженность населения прогнозируемому уровню моря или прибрежному затоплению чаще всего выражается как общее расчетное воздействие ниже определенного уровня воды (общее воздействие) 14,16,17,19,21,36 , но все чаще также представляется как разница в экспозиции выше современного исходного уровня (предельная экспозиция) 16,21,37 . У каждого подхода есть дополнительные сильные стороны и ограничения, о которых будет сказано ниже. Здесь мы включаем значения предельного воздействия для основных выводов, уделяя больше внимания общему воздействию.Последний является более простым и поддерживает более широкий и легко интерпретируемый набор сравнений между результатами, полученными на основе CoastalDEM, и результатами, полученными с помощью SRTM.

На сегодняшний день CoastalDEM оценивает глобальное общее количество людей в 110 млн человек на суше ниже линии текущего прилива и на 250 млн человек на суше ниже годового уровня паводков, в отличие от соответствующих оценок на основе SRTM в 28 млн и 65 млн человек. значения составляют основу разницы между оценками общего и предельного риска.

Для одного умеренного сценария будущего прогнозируемый уровень моря к 2050 году будет достаточно высоким, чтобы угрожать земле, на которой в настоящее время проживают в общей сложности 150 (140–170) миллионов человек, в будущем, постоянно ниже линии прилива, или незначительное повышение на 40 ( 30–60) миллионов.К концу столетия общее и предельное воздействие увеличится еще на 50 (20–90) миллионов человек. В общей сложности 360 (310–420) миллионов человек находятся на суше, которой угрожают ежегодные наводнения в 2100 году, или еще на 110 (60–170) миллионов человек сверх современного базового уровня. Этот случай отражает сокращение выбросов парниковых газов, примерно соответствующее потеплению на 2 ° C (сценарий выбросов RCP 4.5), и предполагает в основном стабильную Антарктику (модель уровня моря K14).

В случае нестабильности в Антарктике, в общей сложности 300 (270–340) миллионов человек сегодня живут на суше, которая к середине века будет считаться уязвимой к ежегодным наводнениям, а к середине столетия их число увеличится до 480 (380–630) миллионов человек. 2100.Эти значения представляют собой незначительное увеличение на 50 (20–90) и 230 (130–380) миллионов по сравнению с нынешним, соответственно. Все приведенные 90% доверительные интервалы возникают из-за неопределенности прогнозов уровня моря.

В более широком смысле, влияние на расчетное воздействие ECWL от изменения используемых данных о высоте превышает комбинированные эффекты уровня выбросов, поведения Антарктики и учета ежегодных наводнений, оцененных с помощью SRTM. Например, на основе CoastalDEM, общая медианная текущая численность населения на суше, опускающаяся ниже прогнозируемой средней отметки высокого уровня воды в 2100 году при низких выбросах и достаточно стабильной Антарктиде (RCP 2.6 и К14) составляет 190 миллионов. Эта цифра вдвое превышает среднюю оценку, основанную на SRTM, в 94 миллиона при высоких выбросах и нестабильности Антарктики (RCP 8.5 и K17), и даже превышает основанные на SRTM цифры при том же сценарии после добавления площадей ниже годового уровня паводков (170 миллионов). .

Говоря проще, дополнительные данные 2 и 3 содержат данные о людях, которые в настоящее время занимают землю на высоте от 0 до 10 м MHHW с интервалом 1 м, согласно CoastalDEM и SRTM, соответственно. В предыдущей работе с использованием SRTM 18 было оценено, что около 640 миллионов человек проживают в прибрежной зоне с низкой высотой (LECZ), определяемой как районы ниже 10 м.Определяя LECZ для ссылки на MHHW вместо EGM96, мы находим, что SRTM предсказывает, что 780 миллионов человек ниже этого порога, а с CoastalDEM оценка возрастает до чуть более одного миллиарда человек. Примечательно, что этот последний прогноз включает 770 M на глубине ниже 5 м по сравнению с 230 M на глубине 5–10 м, что свидетельствует о высокой концентрации в самых нижних областях. Самая плотная 1-метровая вертикальная полоса среди первых десяти — от 1 до 2 метров, с 170 миллионами жителей (или 1,7 миллиона на вертикальный сантиметр), что указывает на рискованную глобальную модель развития в свете повышения уровня моря.

Национальный

При использовании SRTM и CoastalDEM, независимо от сценария выбросов или модели уровня моря, мы обнаружили, что более 70% от общего числа людей во всем мире, в настоящее время проживающих на затронутых землях, проживают в восьми странах Азии: Китае, Бангладеш , Индия, Вьетнам, Индонезия, Таиланд, Филиппины и Япония (рис. 2, дополнительные данные 1). Только на Китай приходится 18–32% глобального воздействия ECWL по DEM, в зависимости от сценария, но CoastalDEM увеличивает абсолютные оценки для Китая примерно в три раза по сравнению с SRTM.Согласно K14 / RCP 4.5, в Китае к концу столетия на суше могут проживать в общей сложности 43 (29–64) миллиона человек ниже MHHW, или 57 (30–100) миллионов в случае антарктической нестабильности (K17 / RCP 4.5. ). Предельное увеличение воздействия по сравнению с исходным уровнем составляет 20 (6–41) миллионов и 34 (7–77 миллионов), соответственно. Согласно одному и тому же сценарию выбросов и любой модели уровня моря, ежегодные наводнения, по крайней мере, вдвое превышают соответствующие оценки, угрожая землям, на которых проживает еще более 60 миллионов человек.

Фиг.2

Общая численность населения уязвимых земель. a Текущая численность населения на суше ниже прогнозируемого среднего более высокого уровня воды в 2100 году при условии промежуточных выбросов углерода (RCP 4.5) и относительно стабильных антарктических ледниковых щитов (модель уровня моря K14). Оценки основаны на CoastalDEM. b Фактор, с помощью которого CoastalDEM увеличивает оценки людей на уязвимых землях по сравнению с SRTM в каждой стране согласно K14 / RCP 4.5. Страны, расположенные полностью к северу от 60 градусов северной широты, исключаются, потому что CoastalDEM на этих широтах не определена.Исходные данные представлены в виде файла исходных данных. Национальные границы, основанные на данных векторных карт общественного достояния от Natural Earth (naturalearthdata.com)

В нескольких развивающихся странах к югу от Китая воздействие ECWL может быть на порядок более серьезным, чем предполагалось ранее на основе SRTM. Как указывает CoastalDEM, Бангладеш, Индия и Вьетнам конкурируют с Китаем по среднему числу людей, живущих на суше, затронутых к 2100 году, что составит 21-30 миллионов даже при сценарии с низким уровнем выбросов (K14 / RCP 2.6) по сравнению с 9–19 млн. Сегодня и еще 7–20 млн. На суше, которым угрожает ежегодный штормовой нагон. Бангладеш, Индия, Индонезия и Филиппины видят 5-10-кратное изменение расчетной численности населения ниже прогнозируемой линии прилива после применения CoastalDEM. В глобальном масштабе применение CoastalDEM приводит к увеличению оценок воздействия для подавляющего большинства стран (рис. 3).

Рис. 3

CoastalDEM в сравнении с SRTM по странам. Каждая точка представляет страну, и ее положение соответствует расчетной общей численности населения на суше ниже прогнозируемого среднего более высокого уровня воды в 2100 году (K14 / RCP 4.5) с использованием CoastalDEM (ось y ) по сравнению с SRTM (ось x ). Общее глобальное значение обозначено красной точкой. Очень большие различия обычно указывают на большие низменные области, гидрологически связанные с океаном под CoastalDEM, но не на SRTM. Исходные данные находятся в дополнительных данных 1

Процентное, а не абсолютное воздействие служит нормализованной метрикой угрозы (дополнительные данные 4). В Азии CoastalDEM указывает, что даже при значительном сокращении выбросов углерода (K14 / RCP 2.6), Бангладеш, Вьетнам и Таиланд могут к концу века столкнуться с уровнем прилива выше, чем на суше, где сейчас проживает 19 (15–25)%, 26 (23–31)% и 17 (15–18)%. )% их людей, соответственно, до учета эпизодических наводнений. Эти цифры соответствуют предельному увеличению воздействия на 13 (9–19)%, 5 (2–10)% и 15 (13–16)% населения страны. Сохранение высоких выбросов в условиях нестабильности в Антарктике (K17 / RCP 8.5) может привести к тому, что земля, на которой в настоящее время проживает примерно одна треть населения Бангладеш и Вьетнама, навсегда упадет ниже линии прилива.Отсюда следует, что некоторые прибрежные муниципалитеты в этих странах столкнутся с угрозой перемещения еще большей части населения.

За пределами Азии и за исключением Нидерландов, где обширная сеть борьбы с наводнениями не отражена ни в одной из изученных моделей рельефа, CoastalDEM указывает, что ожидается, что 19 других стран увидят землю, на которой в настоящее время проживает 10% или более их общего населения. ниже линии прилива в конце века (на основе медианных оценок), даже при значительном сокращении выбросов согласно RCP 2.6. Это количество увеличилось по сравнению с двумя при использовании SRTM. За исключением Джибути и Гайаны, все они являются островными государствами, а тринадцать классифицируются Организацией Объединенных Наций как малые островные развивающиеся государства (МОРАГ).

Дополнительные данные 1 и 4 предоставляют результаты для настоящего, середины века и 2100 года.

Подтверждение

Желаемый результат применения CoastalDEM к анализу подверженности ECWL состоит в том, чтобы как можно точнее оценить такую ​​же степень уязвимости прибрежных районов что ЦМР, полученная на основе данных бортового лидара, будет.Мы подтверждаем наши результаты, сначала выполнив три репрезентативных анализа воздействия ECWL с использованием данных, полученных с помощью лидаров в США и Австралии. На рис. 4 мы наносим на график относительные различия прогнозируемого текущего воздействия на население между лидаром и каждой глобальной ЦМР на разных высотах воды. Значения, близкие к нулю, означают близкое соответствие между воздействием, вычисленным с использованием как лидара, так и целевой DEM, в то время как более высокие абсолютные значения предполагают недооценку или переоценку уязвимости. В дополнение к CoastalDEM и SRTM, мы также включаем альтернативные модели высот AW3D30 и MERITDEM, которые подробнее рассматриваются ниже.

Рис. 4

Относительная разница рассчитанной экспозиции ECWL населения между лидаром и четырьмя глобальными ЦМР. Население, живущее на земле ниже 1, 2 и 3 м, рассчитывается в США и Австралии для каждой DEM. Нулевые относительные различия указывают на то, что и лидар, и данная глобальная матрица высот прогнозируют одинаковое количество людей ниже порога возвышения, тогда как, например, -0,5 и 0,5 указывают на то, что глобальная матрица высот занижена или завышена на 50% соответственно. Результаты приведены для каждого штата США, а также в национальном масштабе в США и Австралии.Исходные данные представлены в виде файла исходных данных

Мы обнаружили, что CoastalDEM сильно и стабильно превосходит SRTM (а также другие глобальные DEM) по этому показателю. На высоте 1 м над MHHW CoastalDEM улучшает линейную относительную разницу во всех штатах, кроме Нью-Йорка. Ошибка снижена с -69% (SRTM) до -43% (CoastalDEM) в США и с -77% (SRTM) до -23% (CoastalDEM) в Австралии. Еще большие улучшения наблюдаются при более высоких уровнях воды, а на высоте 3 м относительные ошибки в США и Австралии меньше -29 и 7% соответственно.Мы отмечаем, что в то время как нейронная сеть, которая генерировала CoastalDEM, была обучена на данных, полученных с помощью лидаров в США, данные австралийских лидаров используются только для проверки результатов, а это означает, что сильные результаты, представленные здесь, смягчают опасения, что модель была переоборудована.

Ошибка в США преобладает во Флориде, где исключительно большая популяция занимает прибрежную равнину, и где вертикальная ошибка SRTM в южной половине штата необычно высока (превышает 4-10 м). Нейронная сеть, сгенерировавшая CoastalDEM, не полностью исправила эту большую ошибку.Не считая Флориды, относительная погрешность в США на 1 м снижается с -62% (SRTM) до -30% (CoastalDEM), что сопоставимо с улучшением, наблюдаемым в Австралии.

Анализ чувствительности

Пространственная автокорреляция обычно характеризует ошибку матрицы высот, включая ошибку в SRTM 38 . Ошибка SRTM сильно коррелирует с такими факторами, как уклон земли 39 , густая растительность 24 и высокая плотность населения 40 , которые сами по себе демонстрируют естественную пространственную автокорреляцию.Эти особенности могут проявляться в любом количестве пространственных масштабов (некоторые города могут иметь ширину всего несколько километров, в то время как некоторые городские агломерации и леса намного больше). Кроме того, существуют хорошо известные артефакты полосатости, присутствующие в SRTM, вызванные микронастройками спутников 41 , что в некоторых случаях приводит к многометровому смещению вверх или вниз по регионам, которые могут достигать порядка 100 км в ширину.

Хотя CoastalDEM вносит существенные улучшения в SRTM и включает в свою конструкцию входные данные, предназначенные для уменьшения или устранения полос, мы ожидаем, что CoastalDEM также страдает от автокоррелированной ошибки.Поэтому мы проводим анализ чувствительности, чтобы изучить потенциальное влияние ошибки в CoastalDEM на наши оценки воздействия на население, включая эффекты автокоррелированной ошибки.

Моделирование методом Монте-Карло регулярно используется для моделирования ошибки ЦМР и генерации распределений оценок подверженности наводнениям, на основании которых может быть оценена неопределенность 38,42,43 . Такие подходы обычно предполагают нулевую пространственную автокорреляцию, используя задокументированное среднеквадратичное значение матрицы высот для создания поверхностей случайных ошибок 42,44 ; или используйте фильтры нижних частот в полях ошибок для имитации мелкомасштабной автокорреляции 45 ; или используйте последовательное моделирование по Гауссу, которое требует широко разбросанных данных наземных контрольных точек для точного измерения статистики ошибок по DEM 43,46 .Широкий диапазон шкалы автокорреляции, представленный здесь, делает второй вариант непригодным, а при отсутствии данных о наземных контрольных точках, доступных во всем мире, третий вариант невозможен.

Исходя из наших ожиданий относительно важности пространственной автокорреляции, мы применяем модифицированный многомасштабный подход к первому из этих трех методов. Предполагая нормальное распределение ошибки с центром на нуле и используя фиксированное глобальное стандартное отклонение, мы генерируем 100 полей ошибок, используя каждый из 6 различных размеров блоков, в пределах которых применяется равномерная ошибка, в диапазоне от 1 пикселя (3 угловых секунды) до 1 градуса.Мы добавляем заблокированные ошибки в исходную модель CoastalDEM, чтобы создать новую смоделированную ЦМР с 3 угловыми секундами для расчета экспозиции; затем полученные распределения экспозиции оцениваются отдельно для каждого разрешения блока. Мы используем RMSE CoastalDEM в Австралии (2,46 м), определенную с помощью лидара, чтобы служить в качестве глобального стандартного отклонения для наших распределений ошибок. Мы выбираем RMSE из Австралии по сравнению с в США (RMSE 2,39 м), потому что модель CoastalDEM была обучена в США (хотя только на 1% прибрежной выборке).Хотя вертикальная ошибка неизбежно будет варьироваться от места к месту, схожесть ошибок между США и Австралией увеличивает нашу уверенность в ценности, которую мы используем.

Мы решили использовать высоту воды 2 м над MHHW (примерно и обычно соответствует сильному наводнению в ближайшем будущем или сценарию экстремального уровня моря в 2100 году) в качестве примера. Как и в основном исследовании, анализ связанных компонентов используется для удаления изолированных участков под поверхностью затопления перед расчетом воздействия.По неизменным оценкам CoastalDEM, 400 миллионов человек во всем мире живут ниже этого порога. В таблице 2 и дополнительных данных 5, соответственно, представлены результаты этого анализа чувствительности на глобальном и страновом уровнях.

Таблица 2 Результаты общей оценки смоделированных ошибок

Меньшие размеры блоков ошибок (разрешение от 1 пикселя до 1/10 градуса, примерно размер небольшого города) дают очень согласованные оценки воздействия в глобальном масштабе, хотя до 400 M, прогнозируемых без смоделированной ошибки.Это смещение может быть вызвано изменениями ЦМР с более высокой пространственной частотой, отсекающими некоторые низменные внутренние районы, связанные с океаном узкими проходами в исходной ЦМР CoastalDEM. В соответствии с этим механизмом смещение рассеивается при больших размерах блоков ошибок. Также по мере роста шкалы автокорреляции мы видим, что 90% доверительные интервалы расширяются. При крайнем разрешении в 1 градус, примерно в масштабе полосатости SRTM, глобальный 90% ДИ достигает плюс-минус 10% от медианы 400 М.

Страны также сталкиваются с расширением CI при устранении ошибок, хотя и значительно быстрее, чем в глобальном масштабе.В странах, где минимум 1 млн человек ниже порога 2 м, 90% доверительные интервалы в среднем составляют плюс-минус 2% от медианы на 1 пиксель, 5% на 1 км, 23% на 1/10 градуса 32. % на 1/4 градуса, 41% на 1/2 градуса и 49% на 1 градус. Например, при разрешении ошибки в 1 градус Бангладеш, Индия и Вьетнам имеют ДИ (от -43 до 54%), (от -40 до 27%) и (от -29 до 23%) относительно их соответствующих медиан, в то время как Китай предсказуемо менее чувствителен (от -21 до 21%). В общем, большие области анализа и меньшие блоки ошибок приводят к меньшей чувствительности оценок воздействия ECWL, потому что каждый из этих факторов приводит к более крупным случайным выборкам, что повышает вероятность устранения ошибок.И наоборот, меньшие области и большие блоки приводят к меньшим выборкам и большей чувствительности.

Эти результаты предполагают, что ошибка CoastalDEM оказывает незначительное влияние на наши глобальные оценки, но следует проявлять разумную осторожность при интерпретации оценок в национальном масштабе, особенно для небольших стран, таких как МОРГ. Тем не менее, мы отмечаем, что 1-градусное моделирование представляет наихудшие сценарии, поскольку они предполагают, что RMSE CoastalDEM основывается исключительно на самом большом рассматриваемом пространственном масштабе.Учитывая известные факторы во многих пространственных масштабах, которые вносят вклад в ошибку DEM, это предположение нереалистично. Оценка шкал автокорреляции характеристической ошибки выходит за рамки данного исследования, но реалистичные доверительные интервалы будут значительно уже, чем предполагает шкала в 1 градус.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.