เมื่อคุณถามตัวเองว่าคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่ยังไม่มีคำตอบที่ใหญ่ที่สุดคืออะไร "ระดับน้ำทะเลเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา" ไม่น่าจะปรากฏที่ด้านบนสุดของรายการของคุณ ท้ายที่สุดเรายังไม่ได้คิดออกเหรอ? ปรากฎว่าการได้ภาพที่สมบูรณ์ว่ามหาสมุทรของเราเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย แต่มีความสำคัญสำหรับการคาดการณ์ในอนาคต

ในเอกสารเผยแพร่ใน ธรรมชาติ สัปดาห์นี้กลุ่มวิจัยของฉันพัฒนาปทัฏฐานถูกต้องมากขึ้นสำหรับการวัดที่เพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลที่นำเสนอความแตกต่างเบาะแสเพื่อที่นักวิทยาศาสตร์ได้มีเจตนารมณ์สำหรับปีและอาจเกิดความเข้าใจในการคาดการณ์ในอนาคตของการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล

การสังเกตระดับน้ำทะเลในช่วงศตวรรษที่ 20th มาจากบันทึกน้ำวัดซึ่งในรูปแบบที่ง่ายของพวกเขาจะได้เป็นหลัก Yardsticks ที่แนบมากับแนวชายฝั่งทั่วโลก ครอบคลุมทั่วโลกของวัดเหล่านี้จะถูก จำกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเริ่มต้นของศตวรรษที่ 20th และในซีกโลกใต้ นอกจากนี้แม้ระเบียนที่สมบูรณ์แบบที่สุดสามารถรวมช่องว่างที่สำคัญในเวลา ความไม่สมบูรณ์ของข้อมูลเหล่านี้ทำให้ประมาณการได้รับของระดับน้ำทะเลเฉลี่ยโลกที่ยากมาก

รายงานล่าสุดจากคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) รวมการประมาณการที่แตกต่างกันสองประการเกี่ยวกับการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลทั่วโลกในช่วงศตวรรษที่ 20 การประเมินครั้งแรกมาจากชุดของการศึกษาที่ตีพิมพ์ก่อนหน้านี้ซึ่งวิเคราะห์การสังเกตมาตรวัดน้ำขึ้นน้ำลงโดยตรง อัตรา 1901-1990 ที่ได้รับจากการใช้วิธีการเหล่านี้อยู่ในช่วง 1.5 ถึง 2 มิลลิเมตรต่อปี

การประเมินครั้งที่สองนั้นคำนวณโดยการเพิ่มการประมาณการจากแหล่งบุคคลเช่นการละลายน้ำจากน้ำแข็งบนพื้นดินและการขยายตัวของมหาสมุทร วิธีการ "จากล่างขึ้นบน" นี้ทำให้อัตรา 1 ลดลงเป็น 1.2 มิลลิเมตรต่อปีในช่วงเวลาเดียวกัน

การวิเคราะห์ลายนิ้วมือ

อธิบายความแตกต่างระหว่างทั้งสองประมาณการที่แตกต่างกันมีปัญหาเร่งด่วนภายในชุมชนระดับน้ำทะเล นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่าการประมาณการที่สูงขึ้นมาจากน้ำขึ้นน้ำลงระเบียนวัด แต่พวกเขาได้สอบถามที่ต่ำกว่า "ล่างขึ้นบน" ประมาณการณ์

หนึ่งคำอธิบายที่เป็นไปได้คือการประมาณการของเกาะกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกละลายในช่วงศตวรรษที่อาจจะได้รับการประเมิน วัดยอดมวลแผ่นน้ำแข็งได้มาแบบดั้งเดิมจากการวัดภาคพื้นดินและดาวเทียมสังเกต อย่างไรก็ตามข้อสังเกตเหล่านี้นอกจากนี้ยังมี จำกัด มาก

นั่นคือเมื่อเราเริ่มถามตัวเองว่ามันเป็นไปได้หรือไม่ที่จะใช้การสำรวจระดับน้ำทะเลเพื่อประเมินว่าแผ่นน้ำแข็งและธารน้ำแข็งแต่ละก้อนละลายไปเท่าใด เราสามารถใช้การสังเกตมาตรวัดน้ำขึ้นในศตวรรษที่ 20 เพื่อสรุปว่าการมีส่วนร่วมของแต่ละบุคคลมารวมกันเพื่อสร้างระดับน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้นทั่วโลกได้อย่างไร

การตอบคำถามนี้กลายเป็นความท้าทายมากกว่าที่เราคิดไว้ในตอนแรก ฟิสิกส์ที่ช่วยให้เราสามารถจัดการกับปัญหานี้ได้ลงมาเพื่อทำความเข้าใจว่าทำไมระดับน้ำทะเลของมาตรวัดน้ำหนึ่งเครื่องจึงแตกต่างจากระดับน้ำทะเลอีกเครื่องหนึ่ง

มีความหลากหลายของปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อการตรวจวัดระดับน้ำทะเลในท้องถิ่น เหล่านี้รวมถึงผลกระทบอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการที่น้ำแข็งสุดท้ายอายุ, ความร้อนและการขยายตัวของท้องทะเลอันเนื่องมาจากภาวะโลกร้อนการเปลี่ยนแปลงในการไหลเวียนของทะเลและการละลายวันปัจจุบันของน้ำแข็งที่ดิน

NASA Goddard Space and Flight Center, CC กระบวนการทั้งหมดเหล่านี้สร้างรูปแบบที่ไม่ซ้ำกันหรือ "ลายนิ้วมือ" ของการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลที่เราสามารถสร้างแบบจำลองและทำนาย เป้าหมายของเราคือการอนุมานการมีส่วนร่วมของแต่ละบุคคลในระดับน้ำทะเลโดยมองหาลายนิ้วมือเหล่านี้ในบันทึกมาตรวัดน้ำ การวิเคราะห์“ ลายนิ้วมือ” ประเภทนี้ถูกนำไปใช้กับบันทึกระดับน้ำทะเล Paleo แต่ไม่มีใครพยายามค้นหารูปแบบที่ทำนายไว้เหล่านี้ในการสังเกตการณ์ระดับน้ำทะเลในศตวรรษที่ 20th

การพัฒนาวิธีการบันทึกลายนิ้วมือระดับน้ำทะเลที่ทันสมัยเกี่ยวข้องกับการวาดภาพในการวิเคราะห์ข้อมูลและเทคนิคทางสถิติที่พบบ่อยในสาขาอื่นเช่นวิศวกรรมเศรษฐศาสตร์และอุตุนิยมวิทยา เรานำเทคนิคเหล่านี้มารวมกันและประยุกต์ใช้กับงานวิจัยระดับน้ำทะเลเป็นครั้งแรก

หลักวิธีการของเราสารสกัดจากข้อมูลทั่วโลกจากการสังเกตในท้องถิ่น จำกัด เมื่อเราเริ่มใช้วิธีการทางสถิติของเราที่จะบันทึกน้ำวัดเราตระหนักว่าเราสามารถเพิ่มทั้งหมดของผลงานของแต่ละบุคคลโดยประมาณเราในการผลิตบันทึกการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลเฉลี่ยของโลกในช่วงเวลา เราคิดว่าเราคาดจะเห็นด้วยกับผลการเผยแพร่ก่อนหน้านี้ แต่สิ่งที่เราพบเป็นจริงแตกต่างกันมาก

ผลที่ได้จากการวิเคราะห์ของเราแสดงให้เห็นว่าการประมาณการก่อนหน้านี้สำหรับ 1901 1990-สูงเกินไป เราคาด 1901 1990-"ระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้น" อัตรา 1.2 มิลลิเมตรต่อปีลดลงจาก 1.5 มิลลิเมตรต่อปี ในความเป็นจริงต่ำกว่าประมาณการของเราเห็นด้วยกับ "ล่างขึ้นบน" วิธีการที่นำเสนอใน IPCC มันปิด "ระดับน้ำทะเลงบประมาณ" ช่องว่างด้วยการขจัดความแตกต่างระหว่างทั้งสองประเภทที่แตกต่างกันของการวัด

ในขณะนี้สิ่งนี้อาจดูเหมือนเป็นผลในเชิงบวก แต่การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลนั้นช้ากว่าศตวรรษที่ผ่านมา - มันไม่จำเป็นเลย เมื่อเราดูการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาเราพบว่าอัตรา 1993-2010 ของเราเป็นมิลลิเมตร 3 ต่อปีเห็นด้วยกับผลลัพธ์ที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้ การใช้แบบจำลองของเราหมายความว่าอัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลทั่วโลกไม่ได้เพิ่มขึ้นจากปัจจัยสอง (สาม 1.5 มิลลิเมตรที่แบ่งออกต่อปี) แต่เพิ่มขึ้นจากปัจจัย 2.5 (สามหารด้วย 1.2 มิลลิเมตรต่อปี)

นั่นแสดงให้เห็นว่าอัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลทั่วโลกคือ 25% สูงในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา - เพิ่มขึ้นอย่างมาก และการแก้ไขนี้อาจส่งผลกระทบต่อการคาดการณ์ของการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลในอนาคต

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา
อ่าน บทความต้นฉบับ.

เกี่ยวกับผู้เขียน

Carling Hay เข้าร่วมกลุ่ม Mitrovica ที่ภาควิชาธรณีวิทยาและวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดในช่วงฤดูร้อนของ 2012 หลังจากได้รับปริญญาเอก ในสาขาฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโตรอนโต หนึ่งในเป้าหมายหลักของการทำงานของคาร์ลิงคือการตอบคำถามภูมิอากาศที่สำคัญ: อะไรคือผู้มีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเล การวิจัยของเธอมุ่งเน้นไปที่การใช้เทคนิคทางสถิติเพื่อทำความเข้าใจระดับน้ำทะเลเฉลี่ยทั่วโลกในช่วงเวลาที่อบอุ่นในปัจจุบันและในอดีตและพัฒนาเครื่องมือที่จำเป็นในการดึงข้อมูลแหล่งที่มาจากบันทึกระดับน้ำทะเลในอดีต