Havnivå på mange måter
Det har rent mye vann i havet siden satellittene begynte å måle globalt havnivå tidlig på 1990-tallet. I dag skal vi se på to nye vitenskapelige publikasjoner; den ene med et meget praktisk fokus, og den andre med ny sammenstilling av svært ulike målinger.
Et gammelt ordtak sier at «alt er stort i Amerika», og dette har relevans også når det gjelder de praktiske konsekvensene av den pågående havnivåstigningen. Store deler av den amerikanske østkysten opplever nemlig fortsatt en nedsynkning etter forrige istid, mens vi her i Norge er så heldige at vi har landheving.
Så
mens vi her hjemme i Norge «løper om kapp» med havnivåstigningen, så rammes
statene på USAs østkyst av en dobbel stigningseffekt - både regional nedsynkning og global havnivåstigning.
I tillegg forventer klimamodellene ekstra mye havnivåstigning i akkurat det området pga endringer i havstrømmene. Trippel dose, altså!
Totaleffekten av dette begynner å bli merkbar i praksis, og i artikkelen «Hidden vulnerability of US Atlantic coast to sea-level rise due to vertical land motion» (Ohenhen et al, Nature Communications, April 2023) presenteres både observasjoner fra lokale tidevannsmålere gjennom de siste fire tiårene, og satellittmålinger av hvilke arealtyper som står i fare for å bli berørt av oversvømmelse i årtiene som kommer.
Figuren nedenfor viser hvordan hyppigheten av tidevann over flom-nivået har økt gjennom fire tiår ved en rekke målestasjoner på den amerikanske østkysten:
Tidevannsmålere en selvsagt fine der de står, men de befinner seg alltid på grunt vann ved en kyst, og gir derfor ikke noe komplett bilde av hvor mye havnivået stiger ute på dypt vann eller på global skala. Da må det andre typer målinger til, og vannmassene i havet observeres i våre dager på en rekke ulike måter:
- Altimetersatellitter måler endringer i havoverflatens høyde (havnivå)
- Tyngdefeltsatellitter måler endringer i tyngdefeltet over havet (vannmasse)
- Dykkende havbøyer (ARGO) måler temperatur og saltholdighet ved ulike dyp
Med global oppvarming flyttes vann fra isbreer til havet, og dermed reduseres saltholdigheten i havet, globalt sett. I publikasjonen «Global Mean Sea Level Rise Inferred From Ocean Salinity and Temperature Changes» (Bagnelli & DeVries, GRL, accepted 9 March 2023) har man sett nærmere på dette.
Kort fortalt, så har forfatterne først benyttet en maskinlæringsalgoritme til å analysere de observerte saltholdighetsendringene i havet fra 2001 til 2019, og ut fra dette har de utledet hvor mye vannmengden i havet må ha økt i denne perioden.
I tillegg har de brukt temperaturøkningen i vannmassene til å beregne hvor stor den termiske utvidelsen av havet må ha vært i samme periode. Underveis i beregningene har de også tatt hensyn til at flytende sjøis som smelter, ikke bidrar til masseøkning i havet.
Trendtallene for saltholdighet og temperatur i måleperioden 2001 – 2019 tilsier en midlere havnivåstigning på 3,4 mm/år (+/- 0,6) , der bidraget fra masseøkningen (is-smeltingen) er noe større enn bidraget fra havets termiske utvidelse.
Tilsvarende tall fra altimetersatellittene i samme periode (2001 – 2019), er 3,6 mm/år (+/- 0,5). Temmelig likt altså, og godt innenfor måleusikkerheten.
De første GRACE-satellittene målte tyngdefeltet i årene 2003 – 2016. GRACE observerte da en midlere masseøkning i havet på 800 Gt/år (+/- 100). (Gt = Gigatonn). Saltholdighetsmålingene for den perioden indikerer en midlere masseøkning i havet på 900 Gt/år (+/- 200).
Konklusjonen er at det er godt samsvar mellom dagens satellittbaserte målemetoder og in-situ-målingene, både når det gjelder masse-endring i havet og global havnivåstigning.
Som nevnt er havnivå-bidraget fra issmeltingen noe større enn bidraget fra havets termiske utvidelse, og forfatterne sier mot slutten av artikkelen at issmeltingen trolig vil bli enda mer dominerende i de nærmeste årtiene.
Forfatterne fremhever for øvrig at de satellittbaserte metodene (altimeter og tyngdefelt) behøver gode globale modeller av landheving (glacial isostatic adjustment – GIA) mens in-situ metoden med saltholdighet og temperatur er uavhengig av GIA-korreksjon.
Og ingen blir vel overrasket over å høre at forfatterne avslutter med et ønske om videreføring og utvidelse av ARGO-bøye-systemet på verdens hav. Greit det – vi trenger både satellitter og ARGO-bøyer!
Og ellers?
Når vi først er inne på klodens helsetilstand – de fleste har vel fått med seg den ferske rapporten fra Verdens Meteorologiorganisasjon (WMO) om klimaåret 2022. En kompakt rapport med meget gode illustrasjoner.
Dagen før kom den mest omfattende publikasjonen som er publisert om hvor den globale oppvarmingen har fordelt seg i de ulike delene av klimasystemet: Von Schuckmann et al: “Heat stored in the Earth system 1960-2020: where does the energy go?” (Earth System Science Data, 2023).
De konkluderer at i perioden fra 1971 til 2020 har kloden akkumulert varme med en gjennomsnittlig oppvarmingsrate på 0,48 W/m2, og varmen har fordelt seg slik:
- Hav: 89 prosent
- Land: 6 prosent
- Kryosfære: 4 prosent
- Atmosfære: 1 prosent
Forfatterne skriver også at de siste femten årene (2006 – 2020) har klodens oppvarmingsrate vært betydelig høyere, nemlig 0,76 W/m2.
Og helt til slutt noen ord om nye resultater fra norske forskere:
Årthun et al: «Future strengthening of the Nordic Seas overturning circulation» (Nature Communictions, 2023) viser at selv om Nord-Atlanterens bidrag til den termohaline sirkulasjonen (AMOC) skal svekkes under den pågående globale oppvarmingen, så vil havområdene enda lenger nord (Norskehavet) trolig intensivere sin dypvannsdannelse utover i dette århundret, og dermed gi et noe større bidrag til å opprettholde AMOC-sirkulasjonen i Atlanteren. Det er godt å høre.
Pensjonert NTNU-professor Harald Yndestad har i mange år studerte hvordan månens knutevandring påvirker ulike deler av klimasystemet. Jeg kommenterte for mange år siden her på bloggen en av hans artikler når det gjelder havstrømmene i nord.
I sin artikkel «Lunar Forced Mauna Loa and Atlantic CO2 Variability» (Science of Climate Change, 2022) han vist at både i CO2-målingene fra Mauna Loa og i tidlige CO2-målinger fra Atlanterhavsområdet, ser man spor av månens knutevandring.
Månens knutevandring har en full periode 18,6 år og halv-periode på 9,3 år, og gir bl. a. opphav til en stående tidevannsbølge i Polhavet. Månen har fullført ca. tre og en halv full knutevandring siden de offisielle CO2-målingene på fjelltoppen på Hawaii startet i 1958.
Den underliggende fysiske mekanismen for hvordan atmosfærens CO2-innhold påvirkes, er trolig at tidevannets omrøring i havet varierer noe gjennom månens knutevandring. Dette påvirker temperaturen i havoverflaten, som igjen har betydning for opptak/utgassing av CO2. Trolig er det også noen biologiske effekter inkludert i den signaturen.
Det har lenge vært kjent at atmosfærens CO2-innhold varierer med årstidene, og nå vet man altså at Månen også har en liten, men målbar, påvirkning på CO2-innholdet.