10 Minutės
Naujas, Rutgers universiteto vadovaujamas tyrimas rodo, kad šiuolaikinis jūros lygio kilimas spartėja greičiau nei bet kuriuo pastarųjų keturių tūkstantmečių metu. Skaitydami natūralias planetos archyvus – senovinius koralus, mangroves ir kitus pakrančių nuosėdų sluoksnius – mokslininkai atkūrė jūros lygio pokyčius per visą holoceno epochą ir nustatė ryškų šiuolaikinį šuolį, susijusį su klimato atšilimu ir žmogaus veikla. Tyrimas suteikia svarbių įžvalgų apie ilgalaikes jūros lygio tendencijas ir padeda atskirti natūralų svyravimą nuo žmogaus sukeltos akceleracijos.
Reading the planet's memory: corals, mangroves and millennia of data
Norint palyginti dabartines vandenynų būsenas su tolimąja praeitimi, tyrėjai surinko tūkstančius geologinių įrašų iš įvairių pasaulio vietų. Koralo rifai, mangrovių sluoksniai ir kiti pakrančių depozitai išsaugo aiškius buvusio jūros lygio žymenis; datuodami šiuos žymenis įvairiomis metodikomis (pvz., urano-torio datavimas koralams, radiokarbono analizė organinėms nuosėdoms), mokslininkai atkūrė pakrantės aukščius per beveik 12 000 metų holoceno. Išplėtota, ilgalaikė analizė atskleidžia vieną akivaizdžią tiesą: nuo 1900 m. vidutinis pasaulinis jūros lygis padidėjo maždaug 1,5 milimetro per metus – tai yra maždaug šešioliktadalis colio per metus – ir tai yra sparčiausias šimtmečio mastu fiksuotas kilimas per mažiausiai 4 000 metų.
Tokia akceleracija yra reikšminga, nes lėtas ir pastovus pokytis leidžia visuomenėms planuoti ir prisitaikyti; staigūs ar greiti svyravimai viršija planavimo galimybes ir mažina laiko langą susivokti bei reaguoti. Straipsnis, paskelbtas žurnale Nature, pabrėžia, kaip geologiniai archyvai kartu su šiuolaikiniais matavimais gali sukurti patikimą bazę dabartinių pokyčių vertinimui ir parodyti regionus, kuriuose rizika didėja greičiausiai. Tokia integruota metodika – proxy duomenų derinimas su instrumentiniais matavimais – stiprina rezultatus ir leidžia sumažinti netikrumus, susijusius su regioniniais skirtumais ir vietos įtaka.
Why sea level is speeding up: heat and melting ice
Dvi pagrindinės fizinės priežastys paaiškina daugumą šiuolaikinės akceleracijos: terminė plėtra (vandens išsiplėtimas šylant) ir masės pridėjimas prie vandenynų dėl ledo tirpimo ant žemės paviršiaus. Šios dvi sudedamosios dalys veikia kartu ir jų santykis gali skirtis tarp regionų: kai kur didesnę reikšmę turi terminė plėtra, kai kur – ledynų ir ledynų sluoksnių praradimas.
Thermal expansion
Vandenynai sugeria daugiau nei 90 % perteklinės šilumos, sukauptos dėl šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Kai vanduo sušyla, jis išsiplečia – šis efektas vadinamas termine plėtra – ir tokiu būdu padidėja vandenynų tūris net neatliekant papildomo vandens įtekančio iš ledo. Terminė plėtra yra nuoseklus ir pastovus jūros lygio kilimo indėlis, kuris reprezentuoja svarbią dalį bendrojo pakilimo darinio kartu su ledo masės netekimu. Dėl skirtingo vandenynų temperatūrų pasiskirstymo ir srovių dinamikos terminės plėtros poveikis regionams gali skirtis: vidutinio platumo zonose ir tropikuose šis efektas dažnai yra ypač reikšmingas.
Glaciers and ice sheets
Mažesni ledynai ir kontinentinių ledo sluoksnių pakraščiai tirpsta greičiau kylant temperatūrai. Grenlandija ir tam tikros Antarktidos dalys praranda ledų masę didėjančiais tempais, o šis tirpimo vanduo nuteka į vandenynus ir didina vidutinį pasaulinį lygį. Tyrimas ypač pažymi greitus pokyčius Grenlandijoje – dabartinis ledynų atsakas yra spartesnis nei stebėtas daugelį amžių. Be to, gilesnės masės pokyčių stebėjimas per satelitinius duomenis (pvz., GRACE serijas dėl masės pokyčių) patvirtina, kad ledynų ir ledynų sluoksnių masės netekimas yra reikšmingas indėlis į šiuolaikinį jūros lygio kilimą.
Be tiesioginio pritekėjimo į vandenynus, ledynų ir ledynų sluoksnių pasikeitimai turi papildomų pasekmių: morfologiniai pokyčiai keičia sroves ir gali daryti įtaką regioninei jūros lygio variacijai. Modeliavimas parodo, kad net mažesni nei metriniai pokyčiai šiuose regionuose gali sukelti reikšmingus globalios jūros lygio pasiskirstymo pakitimus, tarp kurių – regioniniai aukštesni šuoliai dėl gravitacinių ir izostazinės korekcijos efektų.
Delta cities face a double threat: sea level rise plus subsidence
Jūros lygio kilimas yra pasaulinė problema, bet kai kurios teritorijos susiduria su sumuštiniu pavojaus veiksniu. Žemai gulinčios deltų zonos – vietos, kur upės susitinka su jūra – yra natūralūs traukos centrai žemės ūkio, transporto ir urbanistinės plėtros požiūriu. Būtent dėl šios priežasties daug pasaulio ekonominių centrų įsikūrė deltos teritorijose: jos lygios, derlingos ir lengvai pasiekiamos vandeniu, todėl tapo logiškomis uostų, gamybos ir prekybos mazgų vietomis.
Tačiau deltos taip pat yra linkusios į subsidence, t. y. žemės nusėdimą arba lėtą nuskendimą. Nusėdimas gali būti natūralaus minkštų nuosėdų suspaudimo rezultatas, bet žmonių veikla – ypač požeminio vandens ir angliavandenilių išgavimo intensyvus naudojimas – gali šį procesą reikšmingai pagreitinti. Rutgers universiteto komandai susikoncentravus į Kinijos Jangdzės ir Pearl upių deltas, kuriose yra megamiestai kaip Šanchajus, Šendženas ir Honkongas, nustatytos alarmuojančios sąveikos tarp globalaus jūros lygio kilimo ir vietinio žemės nusėdimo.
Pavyzdžiui, Šanchajuje XX amžiuje intensyvus požeminio vandens išgavimas lėmė, kad kai kurių miesto dalių paviršius nuskendo daugiau nei vienu metru – tai daug kartų didesnis tempas nei globalus vidutinis jūros lygio kilimas. Kai žemė leidžiasi tuo pačiu metu, kai vandenynas kyla, potvynių rizika daugėja eksponentiškai. Net kelių centimetrų papildomas jūros lygio kilimas gali žymiai padidinti potvynių dažnį ir intensyvumą tankiai apgyvendintose deltose. Šie poveikiai atsispindi ne tik fiziniuose nuostoliuose, bet ir socialinėse bei ekonominėse pasekmėse – infrastruktūros, būsimos plėtros ir gyventojų saugumo prasme.
Mapping vulnerability and taking action
Tyrimas daro daugiau nei dokumentuoja praeities ir dabarties tendencijas: jis kuria pažeidžiamumo žemėlapius, kurie padeda planuotojams tiksliai nustatyti subsidence „karštąsias“ zonas ir prioritetizuoti intervencijas. Deltoms skirtos švelninimo strategijos apima griežtą požeminio vandens išteklių reguliavimą, valdomą akviferų pripildymą (managed aquifer recharge – gėlo vandens reinjekcija į išeikvotas požemines sluoksnius), žemės naudojimo planavimą, vengiant statybų didelės rizikos zonose, bei inžinerinius pakrančių apsaugos darbus, kada tai yra pagrįsta ir tvaru.
Be to, taikomos gamtinės priemonės – pelkių atkūrimas, mangrovių plantacijų plėtra ar pakrančių buferių stiprinimas – gali suteikti ilgaamžišką apsaugą, kartu išsaugant biologinę įvairovę ir ekosistemų paslaugas. Kitaip tariant, integruotos priemonės, kurios derina tradicinę inžineriją ir gamtines sistemas, dažnai rodo geresnį rezultatą ilgalaikėje perspektyvoje ir didesnį atsparumą klimato poveikiui.
Jau matyti prisitaikymo ženklai. Šanchajus, pripažinęs problemą, sugriežtino požeminio vandens naudojimo taisykles ir įgyvendino programas, skirtas nusėdimo sulėtėjimui. Tokios priemonės iliustruoja, kad politika gali pakeisti trajektorijas – bet tik jei tam skiriamos laiku investicijos, užtikrinamas vykdymas ir integruotas planavimas, atsižvelgiant tiek į globalias jūros lygio projekcijas, tiek į vietos lygio dinamiką ir socialinius veiksnius. Taip pat svarbu įtraukti vietos bendruomenes į sprendimų priėmimą, nes adaptacijos priemonių priėmimas ir palaikymas dažnai priklauso nuo viešosios paramos ir vietinių poreikių supratimo.
Implications for global supply chains and infrastructure
Deltos regionai svarbūs ne tik vietine prasme: jie talpina pasaulio gamybos centrus, uostus ir tiekimo grandinių „sąsmaukas“. Potvynių ar chroniško užliejimo atvejai šiose zonose gali sukelti bangas per pasaulinę prekybą, paveikti pramonės sektorius ir vartotojus tol, gerokai nuo pakrantės. Terminės plėtros, pagreitėjusio ledynų tirpimo ir nuolatinio žmogaus sukeltos nusėdimo derinys padidina riziką daugeliui pakrančių megamiestų – nuo Niujorko ir Džakartos iki Manilos ir kitur.
Efektyvus atsakas reikalauja geologinių įžvalgų integracijos su šiuolaikiniu stebėjimu (satelitinė altimetrija, GPS pagrindu atliekami žemės judesių matavimai, potvynių stotys) ir tokių duomenų vertimo į planavimo priemones – zonų reglamentus, infrastruktūros modernizaciją bei klimato atsparų ekonominį planavimą. Pavyzdžiui, satelitiniai aukščio matavimai ir GPS tinklai leidžia aptikti net nedidelius žemės paviršiaus pokyčius, kurie vietos mastu gali būti lemiami ruošiant ilgalaikes investicijas, tokias kaip prieplaukos, elektros tinklai ar transporto arterijos.
Be to, reikalingas horizontalaus požiūrio plėtojimas: logistinės grandinės diversifikacija, kritinių tiekimo mazgų pertvarkymas ir alternatyvių transporto maršrutų planavimas gali sumažinti ekonominį poveikį kilusių potvynių atveju. Verslo sektorui taip pat svarbu vertinti klimato rizikas tiekimo grandinėse ir įtraukti jūros lygio kilimo scenarijus į rizikos valdymo ir investicijų sprendimų priėmimą.
Expert Insight
„Geologinis įrašas yra neatskiriama priemonė atskiriant ilgalaikį natūralų kintamumą nuo žmogaus sukeltos akceleracijos, kurią matome dabar,“ teigia dr. Mara Heller, pakrančių geodaktilė (fiktyvi), turinti dvi dešimtis metų patirties dirbant su deltų sistemomis. „Miestai gali prisitaikyti, bet jie turi veikti dviem kryptimis: mažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijas, kad sulėtintų globalų kilimą, ir taisyti vietos praktikas – pavyzdžiui, nereguliuojamą požeminio vandens pumpavimą – kurios vietos lygiu blogina situaciją.“
Jos pastaba pabrėžia svarbią žinią: jūros lygio kilimo varikliai veikia planetos mastu, tačiau poveikiai ir sprendimai dažnai sprendžiami kvartalų ir bendruomenių lygmeniu. Technologijos, tokios kaip InSAR interferometrija, GRACE palydovai, vietinės jutiklių ir potvynių stočių tinklai, kartu su geologiniais proxy duomenimis, sukuria stipresnę situacijos vaizdinę situaciją priimant sprendimus. Taip pat svarbu investuoti į viešųjų duomenų sklaidą ir prieinamumą, kad miestų planuotojai ir visuomenės galėtų priimti informuotus sprendimus.
What to watch next
- Patobulintos palydovinės ir potvynių stočių tinklų sistemos – jos padės susiaurinti trumpalaikes regionines jūros lygio prognozes ir informuos reagavimo priemones.
- Subsidence stebėjimas tankiais GPS tinklais ir InSAR technologijomis gali atskleisti greitai kintančias "karštąsias" zonas, kurioms reikalingas neatidėliotinas politinis atsakas ir techninės priemonės.
- Inžineriniai sprendimai ir gamtinės priemonės – pelkių atkūrimas, valdomas evakuacijos ir perspektyvios atsitraukimo strategijos, tvarios ir atsparios infrastruktūros projektai – bus išbandyti ir mastuojami ateinančiame dešimtmetyje.
Suprasti terminės plėtros, ledo netekimo ir žemės nusėdimo bendrus veikimo mechanizmus yra gyvybiškai svarbu realistiškai įvertinant riziką. Rutgers universiteto vadovaujamas tyrimas sustiprina aiškų perspėjimą: dabartinės jūros lygio tendencijos yra beprecedentinės per tūkstančius metų, ir pakrančių bendruomenės turi pradėti ruoštis dabar, kad apsaugotų žmones, ekonomiką ir kritinę infrastruktūrą. Tai reiškia ne tik trumpalaikes gynybines priemones, bet ir ilgalaikį planavimą, investicijas į mokslinius tyrimus, bei skaidrų bendradarbiavimą tarp vyriausybių, mokslinių institucijų ir privačiojo sektoriaus. Tik suderinus globalias klimato politikos pastangas su lokaliomis adaptacijos priemonėmis galima tikėtis reikšmingo poveikio mažinant pakrančių riziką ir apsaugant ateities kartas nuo didėjančių potvynių ir susijusių pavojų.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą