hön du frågar dig själv vad de största obesvarade vetenskapliga frågorna är, "hur förändrade havsnivån under de senaste 100-åren?" är osannolikt att du kommer att visas högst upp på din lista. Trots det har vi inte redan tänkt ut det? Det visar sig att få en komplett bild av hur våra oceaner har förändrats är inte en enkel uppgift, men är viktigt för att göra framtida prognoser.

I ett papper publicerat i Natur denna vecka, min forskargrupp utvecklat en mer exakt måttstock för att mäta stigande havsnivåer, ger ledtrådar till en diskrepans som forskarna har brottats med i flera år och potentiellt inblick i framtida prognoser av stigande havsnivåer.

Havsnivå observationer över 20th talet kommer från tidvattnet-gauge register, som i sin enklaste form, är i huvudsak måttstockar kopplade till kusterna runt om i världen. Den globala täckning av dessa mätningar är begränsad, särskilt i början av 20th talet och på södra halvklotet. Dessutom kan även de mest kompletta register omfattar stora luckor i tiden. Ofullständiga dessa register gör att få uppskattningar av den globala havsytan mycket svårt.

Den senaste rapporten från den intergouvernerade panelen om klimatförändringar (IPCC) omfattade två olika uppskattningar av den globala ökningen av havsnivån under 20th century. Den första uppskattningen kom från en serie tidigare publicerade studier som analyserade tidvattensobservationerna direkt. Den 1901-1990-hastighet som erhållits med dessa metoder faller inom intervallet 1.5 till 2 millimeter per år.

Den andra uppskattningen beräknades genom att lägga till uppskattningar från enskilda källor, såsom smältande vatten från is till land och expansion av havet. Detta "bottom-up" -tillvägagångssätt gav en lägre hastighet av 1 till 1.2 millimeter per år under samma tidsperiod.

Analysera fingeravtryck

Förklara skillnaden mellan dessa två olika beräkningar har varit en angelägen fråga inom havsnivån gemenskap. De flesta forskare tror att högre uppskattning härrör från tidvattnet-gauge skivor, men de har ifrågasatt lägre "bottom-up" uppskattning.

En möjlig förklaring är att uppskattningar av Grönland och Antarktis smälter över talet kan ha underskattats. Mätningar av inlandsis massbalanser har traditionellt kommit från markbaserade mätningar och satellitobservationer. Emellertid är dessa observationer är också mycket begränsade.

Det var då vi började fråga oss huruvida det var möjligt att använda observationer på havsnivå för att försöka uppskatta hur mycket enskilda islakor och glaciärer har smält. Kan vi använda tidvattenmätare observationer under 20th century för att avgöra hur enskilda bidrag kombinerar för att producera den globala ökningen av havsnivån?

Adressering på denna fråga visade sig vara mycket mer utmanande än någon av oss trodde ursprungligen. Den fysik som tillåter oss att ta itu med detta problem kommer ner till förståelsen för att havsnivån vid en tidvattensmätare är annorlunda än havsnivån vid en annan.

Det finns en mängd olika faktorer som påverkar lokala mätningar havsytan. Dessa inkluderar pågående effekter till följd av den senaste istiden, uppvärmning och expansion av havet till följd av den globala uppvärmningen, förändringar i havsströmmarna och dagens smältande landisar.

NASA Goddard Space and Flight Center, CC Alla dessa processer ger unika mönster, eller "fingeravtryck", av havsnivåförändring som vi kan modellera och förutsäga. Vårt mål har varit att utgå från de individuella bidragen till havsnivån genom att leta efter dessa fingeravtryck i tidvattenregistret. Denna typ av "fingeravtryck" -analys hade tillämpats på paleo-havsnivårekord, men ingen hade försökt att leta efter dessa förutsagda mönster i observationer från 20-talets havsnivå.

Utveckla ett sätt att fingeravtryck moderna havsnivå poster involverade dra på dataanalys och statistiska tekniker gemensamma inom andra områden som teknik, ekonomi och meteorologi. Vi samlade dessa tekniker och tillämpade dem för första gången på området för havsforskning.

I huvudsak extraherar vår metod globala information från de begränsade lokala observationer. När vi började tillämpa vår statistisk metod för att tidvattnet-gauge register, insåg vi att vi skulle kunna lägga till alla våra uppskattade enskilda bidrag för att producera ett register över den globala genomsnittliga förändringen havsnivån över tiden. Vi trodde att vår uppskattning skulle hålla med tidigare publicerade resultat, men vad vi hittade var faktiskt ganska annorlunda.

Resultaten av vår analys visar att den tidigare uppskattningen för 1901-1990 var alltför hög. Vi uppskattar en 1901-1990 "havsnivåhöjning" rate of 1.2 millimeter per år, ned från 1.5 millimeter per år. I själva verket håller vår lägre uppskattning med "bottom-up" -metod som presenteras i IPCC. Den stänger "havsnivån budget" lucka genom att eliminera skillnaden mellan de två olika typer av mätningar.

Även om detta i början kan tyckas vara ett positivt resultat - att uppgången i havsnivån var långsammare förra seklet - är det inte nödvändigtvis. När vi tittar på stigningen på havsnivå de senaste decennierna finner vi att vår 1993-2010-hastighet på 3 millimeter per år överensstämmer med tidigare publicerade resultat. Med hjälp av vår modell betyder det att den globala stigningen i havsnivån har ökat inte med en faktor på två (tre delade 1.5 millimeter per år) utan snarare av en faktor 2.5 (tre dividerat med 1.2 millimeter per år).

Detta innebär att hastigheten för den globala havsnivåhöjning är 25% högre under de senaste decennierna - en betydande ökning. Och denna översyn kan påverka prognoser om framtida havsnivåhöjning.

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen
Läs ursprungliga artikeln.

Om författaren

Carling Hay gick med i Mitrovica-gruppen vid Harvard Universitys Department of Earth and Planet Sciences i sommar 2012 efter att ha fått sin Ph.D. i fysik från University of Toronto. Ett av huvudmålen för Carlings arbete är att svara på den viktiga klimatologiska frågan: vilka är de olika bidragsgivarna till de observerade förändringarna i havsnivån? Hennes forskning fokuserar på att använda statistiska tekniker för att bättre förstå den globala genomsnittliga havsnivån under nuvarande och tidigare varma perioder och att utveckla de verktyg som behövs för att extrahera källinformation från historiska havsnivåposter.