Quando você se pergunta quais são as maiores questões científicas não respondidas, “como os níveis do mar mudaram nos últimos anos 100?” é improvável que apareça no topo da sua lista. Afinal, nós já não percebemos isso? Acontece que obter uma imagem completa de como nossos oceanos estão mudando não é uma tarefa simples, mas é vital para fazer projeções futuras.

Em um artigo publicado no Natureza Esta semana, o meu grupo de pesquisa desenvolveu um critério mais preciso para medir o aumento dos níveis do mar, oferecendo pistas para uma discrepância que os cientistas têm lutado com durante anos e, potencialmente, uma visão sobre projeções futuras do aumento dos níveis do mar.

observações do nível do mar ao longo do século 20th vêm de registros de calibre maré, que, na sua forma mais simples, são essencialmente yardsticks ligados a linhas costeiras ao redor do mundo. A cobertura global dessas medidas é limitado, especialmente no início do século 20th e no hemisfério sul. Além disso, mesmo os registros mais completos podem incluir lacunas significativas no tempo. A incompletude desses registros faz estimativas obtenção de nível médio do mar mundial muito difícil.

O último relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) incluiu duas estimativas diferentes do aumento global do nível do mar no século 20. A primeira estimativa veio de um conjunto de estudos publicados anteriormente que analisaram diretamente as observações da maré baixa. A taxa 1901-1990 obtida usando essas abordagens cai no intervalo de 1.5 para 2 milímetros por ano.

A segunda estimativa foi calculada adicionando estimativas de fontes individuais, como a fusão da água do gelo na terra e a expansão do oceano. Esta abordagem “bottom-up” produziu uma taxa mais baixa de 1 para 1.2 milímetros por ano durante o mesmo período de tempo.

Analisando as impressões digitais

Explicando a diferença entre estas duas estimativas diferentes tem sido uma questão premente na comunidade do nível do mar. A maioria dos cientistas acreditam que a estimativa mais elevada derivada de registros de calibre maré, mas eles têm questionado a "bottom-up" estimativa mais baixa.

Uma possível explicação é que as estimativas da Groenlândia e da Antártida derreter ao longo do século pode ter sido subestimada. Medidas de balanços de massa das camadas de gelo têm tradicionalmente vêm de medições terrestres e observações de satélite. No entanto, estas observações são também muito limitado.

Foi quando começamos a nos perguntar se era possível ou não usar observações do nível do mar para tentar estimar a quantidade de geleiras e geleiras individuais que estavam derretendo. Poderíamos usar as observações do medidor de maré ao longo do século 20 para inferir como as contribuições individuais se combinam para produzir o aumento global do nível do mar?

Abordar essa questão acabou sendo muito mais desafiador do que qualquer um de nós inicialmente pensava. A física que nos permite resolver esse problema se resume a entender por que o nível do mar em um indicador de maré é diferente do nível do mar em outro.

Há uma variedade de fatores que afetam as medições do nível do mar locais. Estes incluem efeitos contínuos devido à última idade do gelo, aquecimento e expansão do oceano devido ao aquecimento global, mudanças na circulação oceânica e derretimento atual do gelo terrestre.

NASA Goddard Space e Flight Center, CC Todos esses processos produzem padrões únicos, ou "impressões digitais", de mudanças no nível do mar que podemos modelar e prever. Nosso objetivo foi inferir as contribuições individuais para o nível do mar, procurando por essas impressões digitais nos registros das marés. Esse tipo de análise de "impressão digital" foi aplicada a registros paleontológicos do nível do mar, mas ninguém tentou procurar esses padrões preditos nas observações do nível do mar no século 20.

O desenvolvimento de uma maneira de identificar os registros modernos do nível do mar envolveu a análise de dados e técnicas estatísticas comuns em outros campos, como engenharia, economia e meteorologia. Reunimos essas técnicas e as aplicamos, pela primeira vez, ao campo da pesquisa no nível do mar.

Essencialmente, o nosso método extrai informação global das observações locais limitados. Uma vez que começamos a aplicar nossa abordagem estatística para registros de calibre maré, percebemos que poderíamos acrescentar todas as nossas contribuições individuais estimados para produzir um registro da mudança do nível do mar média global ao longo do tempo. Assumiu-se que a nossa estimativa estaria de acordo com os resultados publicados anteriormente, mas o que encontramos foi realmente muito diferente.

Os resultados da nossa análise mostra que a estimativa anterior para 1901-1990 era demasiado elevado. Estimamos um 1901 1990-"do nível do mar ascensão" taxa de milímetros 1.2 por ano, abaixo dos 1.5 milímetros por ano. De fato, nossa estimativa mais baixa concorda com a abordagem "bottom-up" apresentado no IPCC. Ele fecha "o nível do mar orçamento" gap ao eliminar a discrepância entre os dois tipos diferentes de medições.

Embora isso pareça inicialmente ser um resultado positivo - que o aumento do nível do mar foi mais lento no último século - não é necessariamente. Quando olhamos para o aumento do nível do mar nas últimas décadas, descobrimos que a nossa taxa 1993-2010 de 3 milímetros por ano está de acordo com os resultados publicados anteriormente. Utilizando o nosso modelo, isto significa que a taxa de subida do nível do mar global aumentou não por um factor de dois (três 1.5 milímetro dividido por ano) mas sim por um factor de 2.5 (três dividido por 1.2 milímetros por ano).

Isso implica que a taxa de aumento global do nível do mar é 25% mais elevada nas últimas décadas - um aumento substancial. E esta revisão pode afetar as projeções de futuro aumento do nível do mar.

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

Sobre o autor

Carling Hay se juntou ao grupo Mitrovica no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade de Harvard no verão de 2012 depois de receber seu Ph.D. em física pela Universidade de Toronto. Um dos principais objetivos do trabalho de Carling é responder à importante questão climatológica: quais são os vários fatores que contribuem para as mudanças observadas no nível do mar? Sua pesquisa se concentra no uso de técnicas estatísticas para entender melhor o nível médio global do mar durante períodos quentes atuais e passados, e para desenvolver as ferramentas necessárias para extrair informações de fontes de registros históricos do nível do mar.