de Judith Curry

mării

Un fir de discuție pentru a medita asupra incertitudinilor în ajustarea izostatică a glaciarului și a implicațiilor asupra creșterii nivelului mării din trecut și viitor.

Sunt în curs de finalizare a raportului meu privind creșterea nivelului mării, notele preliminare pentru care au fost prezentate în seria mea recentă din 7 părți, accelerarea creșterii nivelului mării (sau nu). Apreciez foarte mult toate contribuțiile pe care le-am primit în comentarii și prin e-mail.

În timp ce ajustarea izostatică glaciară a fost discutată (sau cel puțin menționată) în mai multe dintre aceste postări, nu am aruncat o privire critică și sceptică asupra a ceea ce s-a făcut. Nici nu am rezumat incertitudinile și implicațiile acestora pentru evaluările trecutului și previziunile creșterii viitoare a nivelului mării, în special creșterea locală a nivelului mării.

Îmi dau seama că am mai discutat despre asta, dar vreau să mă asigur că nu îmi lipsește barca într-un fel.

GIA

Pagina web a Universității din Colorado oferă această explicație:

Corecția ajustării izostatice glaciare (GIA) explică faptul că bazinele oceanice devin puțin mai mari de la sfârșitul ultimului ciclu glaciar. GIA nu este cauzată de topirea ghețarului actual, ci de revenirea Pământului din straturile de gheață groase de câțiva kilometri care au acoperit o mare parte din America de Nord și Europa cu aproximativ 20.000 de ani în urmă. Materialul mantalei se deplasează încă de sub oceane în regiuni glaciare anterioare de pe uscat. Efectul este că, în prezent, unele suprafețe terestre sunt în creștere și unele funduri ale oceanului scad în raport cu centrul Pământului (centrul cadrului de referință al altimetrului satelit). Medie peste suprafața oceanului global, rata medie a schimbării nivelului mării datorită GIA este estimată independent de la modele la -0,3 mm/an. Magnitudinea acestei corecții este mică (mai mică decât incertitudinea ± 0,4 mm/an a ratei GMSL estimate), dar incertitudinea GIA este de cel puțin 50%. Cu toate acestea, din moment ce bazinele oceanice sunt din ce în ce mai mari din cauza GIA, acest lucru va reduce cu o cantitate foarte mică creșterea relativă a nivelului mării care se vede de-a lungul coastelor.

Aceasta înseamnă că, dacă măsurăm o modificare a GMSL de 3 mm/an, modificarea volumului este de fapt mai aproape de 3,3 mm/an din cauza GIA. Aplicăm o corecție pentru GIA, deoarece dorim ca seriile noastre temporale la nivelul mării să reflecte fenomene pur oceanografice. În esență, ne-am dori ca seria noastră temporală GMSL să fie un proxy pentru modificările volumului apei oceanului. Aceasta este ceea ce este necesar pentru comparații cu modelele climatice globale, de exemplu, și alte seturi de date oceanografice.

Această corecție este acum bine înțeleasă din punct de vedere științific și este aplicată estimărilor GMSL de aproape toate grupurile de cercetare din întreaga lume. Includerea corecției GIA are ca efect creșterea estimărilor anterioare ale ratei medii globale a nivelului mării cu 0,3 mm/an.

Bugetul nivelului mării

Această cifră a bugetului nivelului mării de la Chen et al. (2017) ilustrează clar problema.

Valorile neajustate arată o decelerare a ratei de creștere a nivelului mării, în timp ce valorile ajustate arată o accelerație. Chen și colab. stat:

GMSL neajustat prezintă o rată de creștere ușor descrescătoare de la aproximativ 3,5 mm/an în primul deceniu la 3,0-3,3 mm/an în al doilea. În schimb, rata creșterii GMSL ajustate pe GPS crește cu 0,5 mm/an de la aproximativ 2,4 ± 0,2 (1σ) mm/an în 1993 la aproximativ 2,9 ± 0,3 mm/an în 2014 (2,8 ± 0,2 până la 3,2 ± 0,3 mm/an pentru GMSL ajustat bazat pe GIA). Adică, tendința variabilă în timp a datelor altimetrului ajustat sugerează o accelerare a GMSL, cu creșterea dominantă a ratei de creștere care a avut loc în ultimul deceniu.

Tamisiea 2011 a scris o recenzie cuprinzătoare despre GIA. Din abstract:

Preocupările cu privire la analiza datelor prin satelit pentru creșterea nivelului mării au fost rezumate într-o postare anterioară Accelerarea creșterii nivelului mării (sau nu): Partea a IV-a Înregistrare era satelit (derulați în jos spre partea de jos), concentrându-se pe un schimb între Nils Axel Morner și Steve Nerem.

Toate acestea mă fac să mă doară capul. Punctul pentru toate acestea pare să fie că, dacă presupui că „sticla” rămâne constantă ca mărime și formă, atunci cantitatea de apă din sticlă crește, cu o viteză aparent accelerată. Cu toate acestea, dacă sticla se extinde în diametru, atunci creșterea nivelului apei din creșterea cantității de apă din sticlă crește mai lent.

Foaia de gheață din Antarctica de Vest

Această postare a fost declanșată de fapt de un articol recent: Ridicarea terenului sub Antarctica de Vest ar putea împiedica prăbușirea stratului de gheață. Aceasta se bazează pe o lucrare recentă a lui Barletta și colab. care a descoperit că pământul aflat sub digul Amundsen, care se topește rapid, din Antarctica de Vest, crește cu o viteză uimitor de rapidă de 41 milimetri, sau mai mult de 4 cm, pe an. Dacă această tendință crește pe măsură ce proiectul studiului, atunci linia de împământare, care este locul în care raftul de gheață bazat pe mare al ghețarului Pine Island se întâlnește cu roca de bază, va crește cu 8 metri, sau 26,2 picioare, în 100 de ani. O astfel de revenire rapidă ar putea stabiliza stratul de gheață, conducând linia de împământare pentru stratul de gheață marină spre mare, ducând la o expunere mai mică a părții inferioare a gheții la oceanul cald. Cu toate acestea, creșterea solului ar fi putut determina oamenii de știință să subestimeze pierderile de gheață în regiune cu 10%, deoarece Pământul în creștere ascunde parțial semnalul gravitațional provenit din pierderea de gheață.

Aceste noi măsurători ale ajustării izostatice glaciare (GIA), termenul științific pentru ridicare datorată descărcării stratului de gheață, reprezintă o parte importantă a unei povești mai largi despre soarta stratelor de gheață din Antarctica, a declarat Doug Kowalewski, directorul programului Antarctic Earth Sciences Oficiul Programelor Polare (OPP) al Fundației Naționale a Științei.

„Răspunsul GIA observat capturat de matricea POLENET este un ordin de mărime mai mare decât se credea anterior. Provocarea viitoare este de a asocia observațiile GIA cu modelele de strat de gheață ”, a spus Kowalewski.

Deși aceasta este o veste bună pentru WAIS, nu inspiră exact încrederea în înțelegerea noastră cantitativă a GIA.

Comparație cu valurile de maree

Cei care sunt sceptici cu privire la observațiile prin satelit susțin „dar valurile de maree.” După cum sa raportat în partea a IV-a, au existat mai multe studii care compară valurile de maree cu valorile altimetrice în perioada din 1993 și găsesc un acord bun:

Merrifield și colab. (2009): După 1990, tendința globală crește la cea mai recentă rată de 3,2 ± 0,4 mm an -1, potrivind estimările obținute din altimetria satelitului.

Jevrejeva și colab. (2014): Există un bun acord între rata creșterii nivelului mării (3,2 ± 0,4 mm · an -1) calculată din altimetria satelitului și rata de 3,1 ± 0,6 mm · an -1 din reconstrucția bazată pe gabaritul de maree pentru suprapunere perioadă de timp (1993-2009).

Hay și colab. (2015): Analiza noastră, care combină înregistrările gabaritului de maree cu geometriile bazate pe fizică și derivate de model ale diferitelor semnale care contribuie, indică, de asemenea, că GMSL a crescut cu o rată de 3,0 ± 0,7 milimetri pe an între 1993 și 2010. . . este, de asemenea, în concordanță cu estimarea bazată pe măsurătorile altimetrului TOPEX și Jason (3,2 ± 0,4 mm an -1 pentru perioada 1993-2010).

Dangendorf și colab. 2016: estimarea noastră de 3,1 ± 1,4 mm⋅y - 1 din 1993 până în 2012 este în concordanță cu estimările independente din altimetria satelitului.

Deci, ce a intrat de fapt în aceste analize? Dangendorf (2016) descrie ce au făcut:

Aici vă prezentăm o reconstrucție GMSL care ia în considerare redistribuirea volumului oceanelor, observațiile locale [în principal sistemul de poziționare globală (GPS)] al VLM și modificările geoide cauzate de GIA în curs, topirea actuală a gheții și TWS, inclusiv epuizarea apei subterane și depozit de apă în spatele barajelor. Ne bazăm abordarea pe o tehnică medie de ponderare a zonei și pe realizările științifice recente realizate pentru fiecare corecție individuală. Selecția noastră de mareometrie constă din 322 de stații, pentru care sunt disponibile corecții VLM cu incertitudini mai mici de 0,7 mm/an. După contabilizarea VLM, fiecare gabarit de maree este corectat în continuare pentru modificările geoide de la GIA în curs, topirea ghețarului/stratului de gheață și TWS. Indicatoarele de maree sunt apoi grupate în șase regiuni coerente definite obiectiv pentru a explica redistribuirea volumului de apă. În fiecare regiune oceanică, o curbă regională a nivelului mării este construită prin combinarea recursivă a celor două cele mai apropiate stații într-o stație virtuală la jumătatea drumului, până când rămâne doar o stație.

După toate acestea, rămâne cu argumentul „dar marea devine”.

Creșterea nivelului local al mării

Ce înseamnă toate acestea pentru creșterea nivelului local al mării? Aproape nimic, aparent, în ceea ce privește creșterea recentă și istorică a nivelului mării locale. Privind datele brute, locale ale mareometrelor în multe locații, arată valori mult mai mici în ultimele 3 decenii decât 3,2 mm/an (estimarea anecdotică a globului ocular al lui JC), cu excepția regiunilor care se scufundă din procesele geologice sau practicile de utilizare a terenului.

Ceea ce contează factorii de decizie locali este rata locală a creșterii nivelului mării, în raport cu coasta locală (indiferent dacă acesta crește sau se scufundă din orice motiv). Înțelegerea cauzelor creșterii nivelului local al mării îi ajută să înțeleagă ce pot face pentru a rezolva problema.

Proiecțiile viitoarei creșteri locale a nivelului mării sunt, desigur, relevante. Dar astfel de proiecții ar trebui să explice diminuarea creșterii nivelului local al mării prin lărgirea bazinelor oceanice.

rezumat

Presupunând că incertitudinea în ajustările GIA este „în zgomotul” creșterii nivelului mării la nivel mondial, poate să nu fie pe deplin justificată. Ajustările la datele satelitare care au apărut în discuția dintre Morner și Nerem nu inspiră încredere în estimarea creșterii nivelului mării din datele satelite, iar nivelul scăzut al incertitudinii declarate încordează credulitatea.

Aș aprecia orice informații suplimentare pe care le aveți cu privire la acest subiect, referințe recente etc.