Wzrost poziomu oceanów

Globalne ocieplanie się klimatu wpływa na podnoszenie się poziomu wody w morzach i oceanach. Przyczyną są tu dwa zjawiska: wzrost objętości wody wraz z podnoszeniem się temperatury oraz topnienie lodowców.

Kamczatki w Rosji i Labradoru w Kanadzie

Topnienie lodowców pływających (jak Larsen B na Antarktydzie pl) nie zmienia poziomu wody. Na wzrost poziomu wody ma wpływ jedynie topnienie lądolodu znajdującego się na lądzie. Spływająca z nich woda podnosi poziom oceanów. Stopnienie się lodów Grenlandii spowodowałoby podniesienie się poziomu mórz i oceanów o 7 metrów, niestabilnych lodów Antarktydy Zachodniej o 5 m, a Antarktydy Wschodniej o 65 metrów

Wyniki pomiarów poziomu wody, zarówno bezpośrednich jak i satelitarnych, wykazują, że średni poziom wód oceanów podnosi się. Podnoszenie się poziomu wody nie jest zjawiskiem równomiernie występującym na całym świecie, nie jest też łatwe do zmierzenia.  Pomiary poziomu wody wykonane w różnym miejscu i czasie dają rzecz jasna odmienne wyniki. Poziom wody może się znacząco zmieniać nie tylko krótkoterminowo w wyniku zmiany kierunków wiatrów, falowania, przypływów lub zmian ciśnienia powietrza, ale również długoterminowo, w zależności od układu prądów oceanicznych czy osiadania terenów. W różnych regionach trendy mogą być różne, poziom wody przez wiele lat w jednym miejscu może się podnosić, w innym opadać.  Sama cyrkulacja El Niño - La Niña, w zależności od tego, czy kierunek wiatrów jest wschodni czy zachodni, może zmieniać poziom wody na brzegach Ameryki, ale także Australii, Oceanii i Azji Wschodniej nawet o kilkadziesiąt centymetrów.

 Rys.: Zmiany poziomu wody na Oceanie Indyjskim i Pacyfiku Zachodnim na podstawie pomiarów satelitarnych, pomiary ze wskaźników na wyspach oznaczone punktami, dane za lata 1993-2001. Widoczne są znaczne wahania w tym krótkim okresie, miejscami poziom wody nawet opada.

Rys.: Zmiany poziomu wody na Oceanie Indyjskim i Pacyfiku Zachodnim na podstawie pomiarów satelitarnych, pomiary ze wskaźników na wyspach oznaczone punktami, dane za lata 1950-2001. Widać, że poziom wody wzrósł we wszystkich przypadkach, choć w sposób nierównomierny.

Badania te dotyczą dużego akwenu, ale przyjrzyjmy się jeszcze pomiarom satelitarnym dla całości oceanów.

Rys.: Średni poziom wody w oceanach, pomiary satelitarne. Źródło: cmar

Poniższy wykres prezentuje zagregowane i uśrednione zmiany poziomu wód oceanów od końca XIX w do chwili obecnej, a także mniej dokładne oszacowania poziomu w przeszłości i przewidywania na przyszłość.

 Rys. Zmiany poziomu wody. Oszacowania historyczne, dane pomiarowe i przewidywania IPCC z roku 2007. Poziom wód we wcześniejszych wiekach utrzymywał się, na stałym poziomie, z dokładnością do błędów pomiarowych. Poziom wody zaczął zauważalnie rosnąć w latach 30tych XX wieku w tempie blisko 2 milimetrów rocznie, z przyspieszeniem w ostatniej dekadzie do 3 milimetrów rocznie. Prognozowanie dalszej zmiany poziomu wody jest złożone i zależy od szeregu czynników: od przewidywanej emisji gazów cieplarnianych przez ludzi, przez tempo topnienia lodów Grenlandii i Antarktydy po wpływ sprzężeń zwrotnych.

Modele przewidują wzrost poziomu wody do końca XXI wieku rzędu od 20 do 70 cm (prognozy IPCC). Wielkość ta obejmuje jedynie rozszerzalność termiczną wody bez uwzględnienia topnienia lodowców Grenlandii i Antarktydy. Wynika to z  krótkiego okresu badań i braku wiedzy o stabilności lodowców, stąd poziom niepewności jest tu bardzo wysoki. Warto zaznaczyć, że wcześniejsze przewidywania IPCC (raport z 2001 roku), dotyczące wzrostu poziomu oceanów, okazały się niedoszacowane.

 Rys. Poziom oceanów wg pomiarów z wskaźników (linie czerwone) oraz pomiarów satelitarnych (linie niebieska). Grube linie ciągłe to uśredniony trend długoterminowy. Linie przerywane to przewidywania IPCC, szare pole jest związane ze stopniem niepewności modeli IPCC.

IPCC nie oszacowało tempa wzrostu poziomu oceanów, prognozując jego wzrost o mniej, niż 2 milimetry rocznie. Dane pomiarowe pokazują trend rosnący na poziomie 3,3 ± 0,4 mm rocznie, znacznie powyżej zakresu niepewności IPCC.

Stopnienie lodowców Grenlandii podniosłoby poziom wody o 7 metrów, lodowców Antarktydy Zachodniej o 5 metrów. Tempo ich rozpadu jest obecnie obiektem intensywnych badań. Temperatury w ostatnim okresie interglacjalnym były o 1 - 2°C wyższe niż dziś, przez co podczas tego okresu poziom oceanów był wyższy o 5 metrów lub więcej, co wynikało z większego niż dziś zaniku czap polarnych Grenlandii i Antarktydy Zachodniej. Według przewidywań naukowców najprawdopodobniej przekroczymy ten poziom temperatur.
Trzy miliony lat temu, w Pliocenie, klimat był cieplejszy o 2 - 3°C niż dziś, a poziom wody był około 25 metrów wyższy od dzisiejszego.

Według niektórych prognoz do 2100 roku, przy przewidywanym wzroście temperatury Ziemi o 3 - 4°C,  możliwy będzie wzrost poziomu wody o 2 metry, przy czym topnienie lodów będzie nadal postępować, a poziom wody będzie się podnosić ang.

Wykres prezentuje zależność pomiędzy temperaturą Ziemi, a poziomem oceanów. Kiedy temperatura spada woda czap polarnych jest "wyciągana" z oceanów, w których poziom wody znacząco się obniża - wahania poziomu oceanów pomiędzy okresami glacjalnymi i interglacjalnymi sięgają 130 metrów. Kiedy jest cieplej, czapy polarne topnieją, a woda trafia do oceanów podnosząc ich poziom.

Rys. Związek pomiędzy temperaturą, a poziomem wody. Im wyższa temperatura, tym mniej wody jest uwięzionej w czapach polarnych i tym wyższy jest poziom wody w oceanach. Punkty odpowiadają maksimum epoki lodowcowej sprzed 20000 lat, cieplejszym okresom Pliocenu sprzed 3 milionów lat i Eocenu sprzed 40 milionów lat. Okrąg odpowiada przewidywaniom IPCC na rok 2100 - wzrost temperatury o 3°C i wzrost poziomu wody poniżej metra.

Z diagramu widać, że podnosząc temperaturę o 3 - 4°C możemy oczekiwać wzrostu poziomu oceanów o kilkadziesiąt metrów, co odpowiadałoby przynajmniej częściowemu stopieniu lodów Antarktydy Wschodniej. Być może nie dojdzie do tego ze względu na obecny układ kontynentów, a szczególnie położenie i izolację Antarktydy. Jednak na dłuższą metę, w horyzoncie kilkuset lat, znaczne podniesienie się poziomu wody jest praktycznie pewne.
Szacuje się, że przy wzroście średniej temperatury o 1° oceany podniosą się o kilka metrów, przy wzroście średniej temperatury o 2° będzie to kilkanaście metrów, dla 3° nawet 25 metrów, a przy wyższym wzroście temperatury jeszcze więcej.

Podnoszeniu się poziomu wody towarzyszy wzmożone występowanie sztormów i huraganów. Zjawiska te stanowią ogromne zagrożenie dla wysp i rejonów nabrzeżnych.

Wyspy koralowe są najbardziej zagrożonymi rejonami. Wynika to zarówno z ich małych rozmiarów, jak i niewielkiej wysokości nad poziomem oceanu. Przykładowo, na Wyspach Marshalla średnia odległość między oceanem i laguną wynosi tylko 50m. Z kolei maksymalna wysokość nad poziomem morza popularnych turystycznie Maledywów to jedynie 3 metry.

Na wyspach Tuvalu, zamieszkałych przez 10.000 mieszkańców, większość terenów leży na wysokości mniejszej niż 1 metr powyżej linii najwyższego przypływu. A od czasu zainstalowania w 1993 roku mierników poziomu morza odnotowuje się wzrost jego poziomu o 5,7 mm rocznie. Zobacz film o Tuvalu ang.

Podnoszące się wody zmusiły mieszkańców czterech nisko leżących grup wysp - Vanuatu, Kiribati (gdzie dwie niezamieszkane wyspy znikły ostatnio pod wodą), Tuvalu i Wysp Cantaret na Papui Nowej Gwinei do przeniesienia się.

 Zdj. Tuvalu z powietrza . Źródło: sydhav .

W 2007 roku po świecie rozeszła się sensacyjna wiadomość: "Mamy pierwszych uchodźców klimatycznych!" Chodziło o mieszkańców wyspy Tegua wchodzącej w skład państewka Vanuatu na południowym Pacyfiku. Wyspa ta leży na szlaku tropikalnych cyklonów, które mkną w kierunku odległej o 2 tysiące kilometrów Australii. Siła i częstotliwość tych wichur znacznie wzrosły w ostatnich latach. Pchana wiatrem woda oceaniczna zaczęła zalewać gaje palmowe i pola, niszczyła ludziom domy. Z roku na rok było coraz gorzej, dlatego też podjęto decyzję o wyprowadzce. I tak stu mieszkańców wioski stało się pierwszymi na Ziemi ludźmi, których ONZ oficjalnie uznała za ofiary globalnego ocieplenia.

W niedalekiej przyszłości podobne ewakuacje, ale już na większą skalę, planuje się w Kiribati, na Wyspach Marshalla czy Tuvalu, które podpisało porozumienie z Nową Zelandią, na mocy którego 75 osób rocznie przenosi się na nową Zelandię.

Rządy znajdujących się na tonących wysepkach koralowych państw czynią starania, aby ludność nie tylko mogła się przenieść do innego kraju, ale też pozostać narodem i państwem posiadającym suwerenność ekonomiczną, niezależne prawa, miejsce w ONZ i inne atrybuty pozwalające im zachować tożsamość. Jak na razie żadne państwo nie wyraża na to zgody, chociaż rozmowy między Tuvalu a Australią trwają.

Los wysp koralowych to gorzka ironia - niewinni cierpią najbardziej. Ilość gazów cieplarnianych uwalnianych przez ich mieszkańców (pomijając kwestie emisji przez samoloty przewożące turystów) jest praktycznie zerowa.

Problemem podnoszącego się poziomu mórz przejmują się też siły zbrojne, nie tylko pod kątem katastrof pogodowych, migracji i destabilizacji sytuacji z nimi związanych, ale wręcz bezpieczeństwa ich własnej infrastruktury.

 Zdj. Baza Diego Garcia, ważny węzeł logistyczny dla sił zbrojnych USA i Wielkiej Brytanii, średnia wysokość nad poziomem morza - 1.2 metra. Z raportu The Military Advisory Board o zagrożeniach związanych ze zmianami klimatu. Źródło: CNA

Zagrożone zalaniem tereny występują na całym świecie. Zagrożone są właściwie wszystkie tereny nadbrzeżne i porty, w tym Nowy Jork, Wenecja, Londyn, Szanghaj i Gdańska starówka… Przy podnoszeniu się poziomu wody może być zagrożona właściwie cała infrastruktura nadbrzeżna.

Wielkie niebezpieczeństwo grozi leżącym nad morzami i oceanami terenom nizinnym, a szczególnie deltom i depresjom. Tereny takie jak Floryda czy delta Missisipi w USA, Holandia, delta Nilu, Bangladesz lub polskie Żuławy, mogą zostać zalane nagle, podczas sztormu przy wyższym stanie wody. Prowadzenie akcji ratunkowej w takich warunkach byłoby szczególnie trudne.

Problemem jest nie tylko zagrożenie życia ludzkiego i infrastruktury. Zalewająca ląd słona woda prowadzi do degradacji obszarów rolniczych. Słona woda trafia też do studni i pokładów wodonośnych, degradując potencjał rolniczy zalanych terenów i możliwość utrzymania się zamieszkujących je ludzi.

Ostatnio Holandia zaczęła przygotowywać plany dopuszczające zalanie obszarów buforowych, choć dotychczas prowadziła zupełnie przeciwną politykę

Rys. Holandia w przypadku podniesienia się poziomu oceanu o kilka metrów, "The Inconvenient Truth", Al Gore.

Rysunki pokazują, jak pod koniec XXI wieku może wyglądać linia brzegowa w kilku miejscach na świecie, jeśli zrealizowany będzie pesymistyczny scenariusz podnoszenia się poziomu oceanów.

O ile w przypadku krajów bogatych, takich jak USA czy Holandia, a nawet Polska, można uważać, że zalanie niektórych terenów będzie się łączyło się z pojedynczymi ofiarami i stratami ekonomicznymi, to na niektórych terenach następstwa mogą być katastrofalne.
Przykładem rejonu zagrożonego katastrofą jest Bangladesz. Prawie połowę kraju stanowią delty takich rzek jak Brahmaputra, Ganges, czy Meghna.

Rys. Bangladesz w przypadku podniesienia się poziomu oceanu o kilka metrów, "The Inconvenient Truth", Al Gore.

Większa część powierzchni ma charakter równinny z niewielkimi wzniesieniami nad poziom morza. Na południu średnie wysokości to 1 - 2 m n.p.m. Już teraz częste tajfuny powodują powodzie i śmierć wielu ludzi. W 1970roku cyklon zabił 500 tysięcy ludzi, a w 1991 - 100 tysięcy. W tym jakże gęsto zaludnionym kraju (1040 osób/km2) wielu ludzi zmuszonych jest żyć i uprawiać ziemię na terenach zalewanych przez powodzie. Większość mieszkańców to analfabeci. Już dziś wielu ludzi ma ograniczony dostęp do wody pitnej. Występują częste choroby wynikłe ze spożycia zakażonej lub zanieczyszczonej pestycydami wody. Co się stanie, kiedy rosnące w siłę cyklony spowodują zalanie terenów, na których żyje 60 milionów ludzi.

Co będzie, jeśli zniszczą ich dobytek i zmuszą do przeniesienia się na inne tereny? Czy gospodarka Bangladeszu to wytrzyma? Ile dziesiątek milionów ludzi ruszy przez granicę do sąsiednich krajów? Czy te kraje, same borykające się z olbrzymimi problemami, zamiast przyjęcia biednych i często niewykształconych uchodźców nie zdecydują się na postawienie zasieków, wojska i nie zawrócą uciekinierów z powrotem? Już dziś Indie budują bariery na granicy z Bangladeszem, aby zabezpieczyć się przed napływem nielegalnych uchodźców.

Warto pamiętać, że na terenach do 1 m n.p.m. żyje ponad 200 milionów ludzi. To potencjalni uchodźcy.

Rys. Prognozy ONZ dotyczące liczby ludzi zagrożonych przez podnoszenie się poziomu wód oceanów.

W wielu przypadkach do zagrożenia związanego z podnoszeniem się poziomu oceanów dołączają działania nieprzemyślane lub ukierunkowane na krótkoterminowe efekty. Delty rzek, zbudowane z miękkich osadów rzecznych, naturalnie osiadają. W normalnych warunkach proces ten jest równoważony przez nadbudowę lądu niesionym przez rzeki piaskiem. Jednak budowa grobli i wałów przeciwpowodziowych powoduje, że niesiony przez rzeki materiał nie osiada na brzegach, lecz spływa dalej do oceanu. A delta osiada...
Podobnie wycinka nadbrzeżnych lasów namorzynowych, chroniących przed falami, potrafi doprowadzić do wzmocnienia katastrofy, jak w 2008 roku podczas cyklonu Nargis, który spustoszył znaczną część Birmy.

Nadmierna eksploatacja i wyczerpywanie pokładów wodonośnych, jak na przykład w delcie Mississippi, prowadzi do obniżenia ich poziomu i dalszego osiadania lądu.
Podobnie na osiadanie wpływa wypompowywanie spod ziemi znacznych ilości ropy, jak na przykład w delcie Nigru, która osiada w bardzo szybkim tempie.

Analogicznie na osiadanie terenów miejskich, szczególnie zlokalizowanych na terenach osadowych delt, wpływa tworzenie ciężkiej infrastruktury wysokościowej, która także przyczynia się do osiadania gęsto zamieszkałych i cennych terenów zurbanizowanych.

Jeśli chcesz zobaczyć, jak zmieni się linia brzegowa, kiedy wzrośnie poziom wody, możesz skorzystać z symulatora. Wybierz rejon, wzrost poziomu wody i zobacz.

 Rys. Mapa Gdańska z naniesioną nową linią brzegową po wzroście poziomu wody o 1 metr.

Można oczywiście zapytać "a jaki poziom wody jest właściwy" i jak daleko dzisiejszy od niego odbiega? Obiektywnie rzecz biorąc nie ma to znaczenia. Gdybyśmy byli społeczeństwem łowców zbieraczy, żyjących w namiotach lub szałasach, nie byłoby żadnego problemu. Jedynym problemem jest nasza niemobilna infrastruktura - domy, drogi, porty. Wyobraź sobie porty (poza rzecznymi wszystkie porty świata), w których poziom wody wzrósł o kilka metrów. Należałoby by je wszystkie wybudować na nowo...

Kamczatka w Rosji, Labrador w Kanadzie i Polska - wszystkie te regiony leżą na tej samej szerokości geograficznej, jednak ich klimat różni się drastycznie. Dzieje sie tak ze względu na występujące prądy oceaniczne. Prądy oceaniczne są jednym z głównych czynników kształtującyh klimat ziemi. Przeczytaj więcej o zmianach prądów oceanicznych .

Wykonanie PONG, grafika GFX RedFrosch.



logowanie | nowe konto