Onde os padrões climáticos naturais estão criando pontos quentes de elevação rápida no nível do mar

Onde os padrões climáticos naturais estão criando pontos quentes de elevação rápida no nível do mar
Inundação da maré alta do dia ensolarado que inunda em Miami do centro Florida. A maré alta da manhã em outubro 17, 2016.
foto: Wikimedia

Para os americanos que vivem ao longo das costas leste e do Golfo do México, o fim do 2017 temporada de furacões no Atlântico em novembro 30 foi um alívio. Este ano, os meteorologistas registraram tempestades 17, das quais 10 se tornaram furacões. Seis foram grandes furacões (Categoria 3 ou mais forte) e três atingiram a terra firme: Harvey no Texas, Irma no Caribe e Flórida, e Maria no Caribe e Porto Rico. Foi a estação mais cara de sempre, infligindo mais de US $ 200 bilhões em danos.

Muitos cientistas encontraram evidências de que a mudança climática está ampliando os impactos dos furacões. Por exemplo, vários estudos Apenas publicado em dezembro 2017 concluir que a mudança climática induzida pelo homem fez com que as chuvas durante o furacão Harvey fossem mais intensas. Mas a mudança climática não é o único fator que torna os furacões mais prejudiciais.

Em um estude nós co-autoria com o nosso colega Jon MartinNós mostramos que dois processos climáticos naturais convergentes criaram um “ponto quente” de Cape Hatteras, Carolina do Norte a Miami, onde o nível do mar subiu seis vezes mais rápido que a média global entre 2011 e 2015. Nós também mostramos que tais pontos quentes ocorreram em outros pontos ao longo da costa leste ao longo do século passado. Agora, vemos indícios de que um deles está se desenvolvendo no Texas e na Louisiana, onde provavelmente amplificou as inundações durante Harvey - e poderia tornar as futuras tempestades costeiras mais prejudiciais.

eventos anuais de inundaçãoQuase todos os locais medidos experimentaram um aumento nas inundações costeiras desde os 1950s. A taxa está acelerando em muitos locais ao longo das costas leste e do Golfo. USEPA

Resolvendo um quebra-cabeça de salinidade

Nosso trabalho começou quando Jon Martin mostrou um de nós (Arnoldo) dados de salinidade da água presa entre os sedimentos que revestem o chão do Lagoa do rio indiano no leste da Flórida Central. Aqui, as águas subterrâneas com piscinas de salinidade zero ao longo da costa, atrás de várias ilhas-barreira. Jon e sua equipe de pesquisa estavam analisando as mudanças na química da água e descobriram que a salinidade aumentara dramaticamente na década anterior. Isso sugeria que a água salgada estava invadindo rapidamente a lagoa.

Este processo é tipicamente conduzido pelo aumento do nível do mar ou por humanos bombeando água fresca do subsolo, ou alguma combinação dos dois. Arnoldo consultou dados online da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, e descobriu que o aumento do nível do mar havia se acelerado rapidamente no Píer Trident entre 2011 e 2015. Embora o nível do mar global tenha subido a um ritmo médio de cerca de 1 por pé por século, este local registou um aumento de cerca de 5 polegadas em apenas cinco anos.

Quando Arnoldo compartilhou esse achado com Andrea, uma especialista internacional no passado do nível do mar, ela ficou chocada. Essas taxas foram dez vezes maiores do que as taxas de longo prazo do aumento do nível do mar ao longo da costa da Flórida. Investigações posteriores mostraram que todos os indicadores de maré ao sul de Cape Hatteras mostraram um aumento similar no mesmo período. Isso levantou duas questões: taxas semelhantes de rápido aumento do nível do mar já haviam sido observadas no sudeste dos Estados Unidos? E o que estava causando essa aceleração temporária?


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Padrões climáticos convergentes

Trabalho prévio ao longo da costa do Atlântico, identificaram a área ao norte de Cape Hatteras como vulnerável a taxas aceleradas de aumento do nível do mar, particularmente no contexto da mudança climática. O aquecimento do planeta deverá enfraquecer a Corrente do Golfo, uma poderosa corrente do Oceano Atlântico que puxa a água para longe da costa leste e a leva para o norte. A desaceleração da Corrente do Golfo deixa mais água no litoral, elevando o nível do mar.

Mas esse mecanismo não conseguiu explicar um salto dessa magnitude no nível do mar ao sul do Cabo. Outro estudo anterior ofereceu uma pista adicional. Propôs que o Oscilação do Atlântico Norte (NAO), um padrão de gangorra na pressão do ar sobre diferentes regiões do Oceano Atlântico Norte, poderia explicar a mudança na posição de variações de curto prazo na elevação do nível do mar.

Mudanças no NAO alteram a posição da corrente de jato, padrões de vento e trilhos de tempestade, os quais afetam a distribuição de água na bacia do Atlântico Norte. Em última análise, os efeitos cumulativos do NAO no oceano determinam se a água se acumulará ao norte ou ao sul do Cabo Hatteras. Assim, a água acumulou-se preferencialmente ao norte do cabo Hatteras no período 2009-2010, e ao sul de 2011 a 2015.

Oscilação do Atlântico Norte (NAO)
Quando o NAO está na sua fase positiva (esquerda), o contraste entre a alta pressão sobre os Açores e a baixa pressão no extremo norte do Atlântico é mais forte que o normal, o que leva a tempestades moderadas sobre o norte da Europa e a secar sobre o Mediterrâneo. Mas quando o contraste é menor que o normal, o NAO entra em sua fase negativa (direita), levando a clima frio e seco no norte da Europa e a condições úmidas no sul.
UCAR, CC BY-ND

Esse mecanismo relacionado ao NAO explicava onde as acelerações do nível do mar poderiam ocorrer ao longo da costa do Atlântico, mas não pareciam explicar seu tempo. Nós preenchemos as lacunas examinando os registros das marés ao longo do último século ao longo de toda a costa atlântica dos EUA. Esta revisão mostrou que o tempo de aceleração do nível do mar a curto prazo, com duração de um a vários anos, foi correlacionado com o sinal acumulado de outro padrão climático recorrente: El Niño Oscilação Sul, ou ENSO, que é o resultado de uma oscilação da pressão atmosférica na bacia do Oceano Pacífico Tropical.

Embora o ENSO ocorra no Pacífico, seus efeitos se propagam pela América do Norte, alterando a temperatura do ar e os regimes de vento no leste dos Estados Unidos. Essas mudanças nas distribuições de vento podem afetar o transporte de água no Oceano Atlântico Norte, fazendo com que ele se acumule ao longo da Costa Leste dos EUA às vezes. Outros cientistas têm mostrando que esse transporte, em última análise, determina o momento de acelerações de curto prazo no aumento do nível do mar ao longo da costa atlântica dos EUA.

Em resumo, descobrimos que as acelerações de curto prazo no aumento do nível do mar ocorreram repetidamente ao longo do último século, às vezes ocorrendo ao sul do Cabo Hatteras e, às vezes, voltadas para o norte do Cabo. Esses pontos quentes podem exceder as taxas de 4 polegadas em cinco anos e podem ocorrer em qualquer lugar ao longo da costa atlântica dos EUA. Elas se formam quando os sinais acumulados do ENSO e do NAO convergem, deslocando a água do mar em direção ao litoral.

Um wild card para inundações costeiras

Nossa pesquisa tem sérias implicações para os planejadores costeiros. O aquecimento global está elevando o nível do mar ao longo de toda a costa do Atlântico, e as comunidades devem se preparar para isso. Além disso, nossos resultados mostram que o nível do mar pode subir e cair em torno deste nível em mais de 4 polegadas ao longo de um período de cinco anos, devido à variabilidade nas interações oceano-atmosfera nas bacias dos oceanos Pacífico e Atlântico. Essa variabilidade pode ocorrer ao longo de cinco a 10 anos.

Esses pontos quentes amplificam a gravidade das inundações costeiras já está ocorrendo de tempestades e marés do rei. Residentes entre Charleston, Carolina do Sul e Jacksonville, Flórida - um trecho onde o nível do mar é de pelo menos 4 polegadas (10 centímetros) maior agora, então eles estavam no 2010 - descobriram isso da maneira mais difícil.

Os moradores de Miami Beach estão lidando com aumentos dramáticos nas inundações causadas pelo aumento do nível do mar.

Agora estamos analisando dados do Golfo do México, onde as estações de maré também mostram níveis de água que são tipicamente mais altos do que o previsto. O aumento ao longo da costa do Golfo da Flórida já passou do pico, mas o Texas e a Louisiana ainda estão vendo uma aceleração no aumento do nível do mar. Acelerações no aumento do nível do mar são difíceis de prever, e não está claro se elas se tornarão mais sérias com o tempo. Mas eles tornam ainda mais urgente que as comunidades costeiras levem a sério a elevação do nível do mar hoje.

Sobre os Autores

Arnoldo Valle-Levinson, professor de Engenharia Civil e Costeira, University of Florida e Andrea Dutton, professor assistente de geologia, University of Florida

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

Livro de Arnoldo Valle-Levinson

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