Daha çox

14.1.7: Dəniz Dəyişikliyi - Geoscience


Dəniz səviyyəsinin dəyişməsi milyardlarla ildir Yer üzündə bir xüsusiyyət olaraq qaldı və sahil prosesləri, çaylar və həm eroziya, həm də çökmə xüsusiyyətləri üçün əhəmiyyətli təsirləri var. Aşağıda göstərildiyi kimi dəniz səviyyəsində dəyişikliklərin östatik və izostatik iki əsas mexanizmi var.

Eustatik dəniz səviyyəsindəki dəyişikliklər okeandakı suyun həcmindəki dəyişikliklərlə əlaqəli qlobal dəniz səviyyəsindəki dəyişikliklərdir. Bunlar qurudakı buz buzunun həcmindəki dəyişikliklərdən, suyun istilik genişlənməsindən və ya plaka tektonik proseslərindən qaynaqlanan dəniz dibi şəklindəki dəyişikliklərdən ola bilər. Məsələn, dəniz səthinin yayılması okean hövzəsini genişləndirir, beləliklə həcmini dəyişdirir və dəniz səviyyəsini təsir edir.

Son 20.000 il ərzində buzlaqların əriməsi səbəbindən təxminən 125 m östatik dəniz səviyyəsində artım olmuşdur. Bunun əksəriyyəti 15000 ilə 7500 il əvvəl Şimali Amerika və Avrasiya Buz təbəqələrinin böyük ərimə mərhələsində baş vermişdir (Şəkil ( PageIndex {1} )). Təxminən 7500 il əvvəl buzlaqların əriməsi və dəniz səviyyəsindəki artım sürəti kəskin şəkildə azaldı və o zamandan bəri ortalama nisbət 0.7 mm / il səviyyəsində idi.

Antropogen iqlim dəyişikliyi təxminən 1870-ci ildən başlayaraq dəniz səviyyəsindəki artımın sürətlənməsinə səbəb oldu. O vaxtdan bəri orta nisbət 1,1 mm / il idi, lakin tədricən artır. 1992-ci ildən bəri ortalama nisbət 3.2 mm / ildir (Şəkil ( PageIndex {2} )). Bunun çox hissəsi qlobal iqlim istiləşdikcə buzlaq əriməsinin artması ilə əlaqədardır, lakin böyük bir hissəsi bununla əlaqədardır istilik genişlənməsi suyun. Su istiləşdikcə molekullar daha çox kinetik enerji qazanır və daha sürətli və uzaqlaşır; nəticə eyni miqdarda suyun indi daha çox yer tutmasıdır. Beləliklə, ərinən buzdan yeni suyun girişi olmadan da, istiləşən okean istiliyi dəniz səviyyəsinin yüksəlməsinə səbəb olacaqdır.

İzostatik dəniz səviyyəsindəki dəyişikliklər, qurudakı buz miqdarının dəyişməsi və ya dağların böyüməsi və ya eroziyası ilə əlaqəli qabığın çökmə və ya qalxması nəticəsində yaranan yerli dəyişikliklərdir. Kanada və ABŞ-ın şimal hissəsinin demək olar ki, hamısı son buzlaşmanın zirvəsində qalın buz təbəqələri ilə örtülmüşdü. Bu buzun əriməsindən sonra bir çox ərazidə qitə qabığının izostatik bir bərpası baş verdi. Bu, Laurentide Buz Vərəqinin mərkəzi hissəsindəki (Hudson Körfəzi ətrafında) bir neçə yüz metr sürətlə Vancouver Adası və Britaniya Kolumbiyasının materik sahili kimi yerlərdə 100 m ilə 200 m arasında dəyişir. Başqa sözlə, son buzlaşma zamanı qlobal dəniz səviyyəsi təxminən 130 m aşağı olmasına baxmayaraq, buzlu bölgələr əksər yerlərdə ən azından bu qədər, buzların ən qalın olduğu yerlərdə daha çox depressiyaya düşmüşdü. Qabığın qalxması kimi tektonik proseslər də dəniz səviyyəsində lokal dəyişikliklərə səbəb ola bilər.


* "Fiziki Geologiya" Steven Earle tərəfindən CC-BY 4.0 beynəlxalq lisenziyası altında istifadə edilmişdir. Bu kitabı http://open.bccampus.ca saytından pulsuz yükləyin


Jason altimetriya missiyaları zamanı Senetosa (Korsika) sahil dəniz səviyyəsində artım

ESA İqlim Dəyişikliyi Təşəbbüsü layihəsi çərçivəsində dünyanın bir sıra sahil zonalarında klassik nümayəndəliklərin yüksək qətnamə (20 Hz) altimetriya məlumatlarının regional yenidən işlənməsi ilə məşğul oluruq. Sahildə geofiziki düzəlişlərin yaxşılaşdırılmasına həsr olunmuş X-TRACK sistemi ilə birləşdirilmiş ALES (Adaptive Leading Edge Subwaveform) retracker istifadə edilir. Jason-1 və Jason-2 peyk məlumatlarından istifadə edərək yüksək dəqiqlikli, dəniz səviyyəli zaman seriyası yaradıldı və 14 illik bir müddət ərzində (2002-ci ilin iyulundan 2016-cı ilin iyun ayına qədər) sahil dəniz səviyyəsinin meylləri hesablandı. . Bu yazıda, Jason yolunun Aralıq dənizindəki Korsikanın cənubunda yerləşən Senetosa ərazisini keçdiyi xüsusi bir sahil sahəsinə iki səbəbə diqqət yetiririk: (1) bu layihədə təxmin edilən dəniz səviyyəsinin yüksəlmə sürəti dənizdə müşahidə olunanlara nisbətən sahilə 4-5 km qalmış və (2) Senetosa, bu məqsədlə yerində ölçmə cihazları ilə təchiz edilmiş TOPEX / Poseidon və Jason altimetriya missiyaları üçün kalibrləmə yeridir, xüsusən də gelgit göstəriciləri. və Qlobal Naviqasiya Peyk Sistemi (GNSS) antenası. Dəniz səviyyəsinin sahilə yaxın artım sürətini izah edə biləcək bütün potensial səhvlərin (məsələn, geofiziki düzəlişlərdəki yalançı tendensiyalar, mükəmməl olmayan missiyalararası qərəz qiymətləndirməsi, sahilə yaxın etibarlı məlumatların azalması və dalğa şəklinin yenidən toplanması) həyata keçirilmişdir, lakin bu təsirlərin heç biri trend artımını izah edə bilmir. Həqiqi fiziki proseslərdən qaynaqlandığını da araşdırdıq. Dalğa şərtlərindəki dəyişiklik araşdırıldı, lakin dalğa quruluşu potensial qatqıçı olaraq istisna edildi, çünki böyüklüyü çox aşağı idi və sahilin dərhal yaxınlığında çox lokalizə edildi. Sahil cərəyanlarının töhfəsi ilə bağlı ilkin model əsaslı araşdırma bunun sahilə yaxın dəniz səviyyəsindəki trenddə müşahidə olunan dəyişikliyin inandırıcı izahı ola biləcəyini göstərir.

1990-cı illərin əvvəllərindən bəri peyk altimetriyası qlobal orta dəniz səviyyəsini və onun regional dəyişkənliyini əvəzsiz müşahidələr etmişdir. Son illərdə bu məlumat dəsti, qlobal və regional miqyasda dəniz səviyyəsinin dəyişməsinə səbəb olan proseslər və dəniz səviyyəsinin büdcəsinin bağlanması ilə bağlı bol ədəbiyyat yaratdı (məs., Church et al., 2013 Stammer et al., 2013 Dieng et al., 2017 Nerem et al., 2018 WCRP, 2018 SROCC, 2019). Qlobal orta yüksəlişə və üst-üstə qoyulmuş regional meyllərə əlavə olaraq, yerli atmosfer təsiri, baroklinik qeyri-sabitlik, sahil tələsi dalğaları, şelf axınları, dalğalar və çaylar çaylarından şirin su girişi kimi kiçik miqyaslı proseslərdəki dəyişikliklər dərəcəni əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirə bilər. açıq dəniz bölgələri ilə müqayisədə sahildə dəniz səviyyəsinin dəyişməsi (Woodworth et al., 2019 Melet et al., 2018 Piecuch et al., 2018 Dodet et al., 2019 Durand et al., 2019). Bundan əlavə, yerin çökməsi sahildə dəniz səviyyəsinin dəyişmə sürətini gücləndirə bilər (Woppelmann və Marcos, 2016). Sosial təsirlərə gəldikdə, sahil zonasında həqiqətən vacib olan, həqiqətən, qlobal orta dəniz səviyyəsinin qalxmasının və regional tendensiyaların və yerli proseslərin cəmidir.

Son vaxtlara qədər radar əks-sədaları və daha az dəqiq geofiziki düzəlişlər səbəbiylə quru çirklənməsi səbəbiylə, klassik altimetriya sahil xətləri boyunca 10-15 km-lik bir zolaqda etibarlı dəniz səviyyəsi məlumatları vermədi. Bununla birlikdə, fərqli araşdırmalar altimetriya ölçmələrinin uyğunlaşdırılmış yenidən işlənməsindən və geofiziki düzəlişlərin yaxşılaşdırılmasından istifadə edərək sahilə yaxın bir çox miqdarda etibarlı dəniz səviyyəsində məlumatların alınmasına imkan verdiyini göstərdi (məsələn, Cipollini və digərləri, 2018 Passaro və digərləri, 2015 Marti və s.). al., 2019). Əlavə olaraq, klassik 1 Hz altimetriya məlumatlarına nisbətən daha yüksək səs səviyyəsinə sahib olmasına baxmayaraq, yüksək qətnamə 20 Hz ölçmələr sahil dəniz səviyyəsindəki dəyişikliklər haqqında daha çox məlumat əldə etməyə imkan verir (Birol və Delebecque, 2014 Leger və digərləri, 2019).

Avropa Kosmik Agentliyinin (ESA) İqlim Dəyişikliyi Təşəbbüsü (CCI) layihəsi çərçivəsində, sahil zonaları boyunca Jason-1 və Jason-2 missiyalarının yüksək qətnamə (20 Hz) altimetriya məlumatlarının yenidən işlənməsinə başladıq. qərbi Afrika, Şimali Avropa və Aralıq dənizi. ALES (Adaptive Leading Edge Subwaveform) retracker (Passaro et al., 2014) sahildəki geofiziki düzəlişlərin yaxşılaşdırılmasına həsr olunmuş X-TRACK işləmə zənciri ilə birləşdirilmiş peyk-dəniz səth məsafəsini (sıra adlandırılır) qiymətləndirmək üçün tətbiq olundu. (Birol et al., 2017). Bu, sahil dəniz səviyyəsinin meyllərinin təxmin edildiyi dəniz səviyyəsindəki anomaliya (SLA) zaman seriyasını (Leger və digərləri, 2019) əldə etməyə imkan verdi. Nəticələr göstərir ki, bir sıra ərazilərdə 14 illik bir müddət ərzində hesablanan sahil dəniz səviyyəsinin dərəcələri (2002-2016) sahildən 5 km məsafədə açıq okean sürətindən əhəmiyyətli dərəcədə kənara çıxır (Marti və s., 2019).

Bu işdə, iki səbəbə görə Aralıq dənizində Korsikanın cənubunda (41 ∘ 33 ′ N, 8 ∘ 48 ′ E) olan müəyyən bir əraziyə, Senetosa'ya diqqət yetiririk: (1) bu bölgədə, hesablanmış nisbət dəniz səviyyəsindəki artım sahilə son 3-5 km məsafədə əhəmiyyətli dərəcədə artar və (2) TOPEX / Poseidon missiyasının başlanğıcında seçilən altimetriya missiyaları üçün kalibrləmə yeri olan Senetosa ərazisini keçən bir Jason peyk yolu var. 1992 və bunun üçün in situ cihazları, xüsusən gelgit göstəriciləri və Qlobal Naviqasiya Peyk Sistemi (GNSS) antenası ilə təchiz edilmişdir (Bonnefond və digərləri, 2019). Bu kalibrləmə sahəsi altimetriya məlumatlarında müşahidə olunan rəfə yaxın siqnalın araşdırılması üçün müstəqil bir istinad təmin edir.

Marti et al. (2019) və Léger et al. (2019), burada Jason-1 və Jason-2 missiyalarından (DOI: https://doi.org/10.5270/esa-sl_cci-xtrack_ales_sla) əldə edilən regional 20-Hz SLA məlumatlarını istifadə edirik. -200201_201610-v1.0-201910). Bu məhsul ALES retrackerindən istifadə edərək təxmin edilən yeni aralıklara və yeni dəniz vəziyyəti qərəzli (ssb) düzəlişlərə əsaslanır (Passaro və digərləri, 2014-də yenidən araşdırma metodologiyasına dair ətraflı məlumata baxın) və CTOH-da hazırlanmış X-TRACK proqramı ilə birləşdirilmişdir ( LEGOS-da Okean və Hidrosfer Topoqrafiya Mərkəzi (Laboratoire d'Études en Géophysique et Océanographie Spatiales).

Yeni X-TRACK / ALES işləmə sistemi, CTOH adlanan altimetriya üçün Fransız Milli Müşahidələr Xidmətinin ev sahibliyi etdiyi altimetriya verilənlər bazasından yükləyir (http://ctoh.legos.obs-mip.fr/, son giriş: 17 sentyabr 2020) hamısı dəniz səviyyəsinin anomalisini hesablamaq üçün lazım olan parametrlər (orbit həlli, altimetr aralığı və instrumental, ətraf mühit və geofiziki düzəlişlər). Bu parametrlər, kosmik agentliklər tərəfindən müxtəlif altimetriya tapşırıqları üçün paylanan Geofiziki Məlumat Qeydləri (GDR) məlumat dəstlərindən gəlir. ALES çeşidi və ssb məhsulları Münhen Texniki Universitetindən (TUM) gəlir. Əlavə geofiziki düzəlişlər RADS altimetr məlumat bazası (http://rads.tudelft.nl/rads/rads.shtml, son giriş: 17 sentyabr 2020) və Porto Universiteti (GPD + yaş troposferik düzəliş üçün Fernandes et al. ., 2015). Geofiziki düzəlişlərlə əlaqədar olaraq, ESA CCI dəniz səviyyəli layihəsində müəyyən edilmiş standartlardan istifadə etdik (http://www.esa-sealevel-cci.org/, son giriş: 17 sentyabr 2020). Bunlar Cədvəl 1-də ümumiləşdirilmişdir.

Cədvəl 1Sahil dəniz səviyyəsində məhsulların hesablanmasında istifadə olunan altimetriya parametrlərinin və geofiziki düzəlişlərin siyahısı.

Səs-küylü məlumatları aradan qaldırmaq üçün ayrıca bir redaktə strategiyası tətbiq edildi. Hər bir orbit dövrü üçün, hər bir geofiziki düzəlişin müvəqqəti davranışı peyk yolu boyunca analiz edilmişdir. Kəskin dəyişikliklər saxta hesab edildi və qaldırıldı (Birol el al., 2017). Bu strategiyanın, standart GDR məhsullarında başqa şəkildə qeyd edilmiş əhəmiyyətli miqdarda etibarlı altimetr ölçülərinin bərpasında çox səmərəli olduğu sübut edildi (Jebri və digərləri, 2016). İkinci bir addımda, bütün düzəlişlər yalnız interpolasiya / ekstrapolyasiya üsulları ilə etibarlı məlumatlardan istifadə edərək 20 Hz yüksək sürətlə hesablandı. Hər dövrün dəniz səviyyəsi məlumatları, nominal yerüstü yol boyunca sabit nöqtələrə proqnozlaşdırıldı və orta dəniz səthinin hündürlüyü çıxarılaraq SLA-lərə çevrildi. İşlənmənin bu mərhələsində, hər bir Jason missiyası üçün 10 d və 20 Hz (km0,3 km) spatiotemporal çözünürlüklü SLA zaman seriyasının regional bir məlumat seti hazırlanmışdır. Tək bir çox missiyalı məhsul əldə etmək üçün missiyalararası qərəz qiymətləndirildi və qaldırıldı. Bu, regional səviyyədə, iki missiya arasındakı üst-üstə düşən dövrlər (kalibrləmə mərhələsi) arasındakı dəniz səviyyəsindəki fərqlərin hesablanması yolu ilə həyata keçirilmişdir. Nəticədə çıxarılan SLA'lar aylıq olaraq hər 20 Hz nöqtədə ortalama olaraq alındı ​​və kənarları çıxarmaq üçün əlavə düzəlişlər edildi (Marti və digərləri, 2019).

Bu işdə, Korsika adasının (qərbi Aralıq dənizi) cənub-qərb sahilində yerləşən Jason track 85 hissəsinə diqqət yetiririk (bax Şəkil 1).

Şəkil 1Jason yolunun 85 Korsikanı Senetosa sahəsindəki keçidi (düz qara xətt). Arxa plan xəritəsində Copernicus İqlim Dəyişikliyi Xidmətinin (C3S https://climate.copernicus.eu/sea-level, son giriş tarixi: 17 sentyabr 2020) ızgara altimetri məlumatlarına əsaslanaraq 2002–2016-cı illərdəki dəniz səviyyəsinin meylləri göstərilir.

1998-ci ildən bəri, TOPEX / Poseidon və Jason missiyalarının bir kalibrləmə sahəsi CNES (Center National d'Études Spatiales, Fransa), NASA (National Aeronautics and Space Administration, USA) və Observatoire de la dəstəyi ilə Senetosa mayakının yaxınlığında fəaliyyət göstərir. Côte d'Azur (Fransa). Hava stansiyaları, bir neçə gelgit ölçmə cihazı və GNSS antenası daxil olmaqla, yerində fərqli cihazlarla təchiz edilmişdir. 1998-ci ildən bəri bu kalibrləmə sahəsi altimetriya əsaslı dəniz səthinin hündürlüyü məlumatlarını təsdiqləmək üçün geniş istifadə olunur (Bonnefond və digərləri, 2003a, b, 2010, 2011). Şəkil 2, Senetosa kalibrləmə sahəsinin coğrafi konfiqurasiyasını, gelgit göstəricilərinin, GNSS anteninin və Jason trasının yerləşdiyi yerləri göstərən Google Earth görüntüsüdür. Tədqiqat dövründə üç gelgit ölçmə cihazı (M3, M4 və M5) işləyirdi. Bir-birindən on santimetr aralıda olan M4 və M5, şimal-qərb küləyinin güclənməsindən qorunan sahil xəttinin qərb hissəsindədir. M4 və M5-dən 1,7 km şərqdə yerləşən M3, qərbdən açıq dəniz şəraitinə daha çox məruz qalır.

Şaquli quru hərəkət vaxt seriyası mayak yaxınlığında yerləşən GNSS istinad alıcısından əldə edilə bilər (Şəkil 2-də G0 istinad işarəsi). Gelgit göstəriciləri 10 il ərzində indiyədək millimetr səviyyəsində heç bir nisbi hərəkət aşkar edilmədən G0 referans markerinə nisbətən mütəmadi olaraq düzəldilmişdir. Şənətdə bu alətlərdən əldə edilən dəniz səviyyəsindəki meyllər və şaquli quru hərəkətləri müzakirə olunur. 5.

Şəkil 2© Senetosa kalibrləmə saytının Google Earth görüntüsü. İki gelgit ölçmə yeri (M4 / M5 və M3 adlanır) qırmızı nöqtələrlə göstərilir. G0 istinad nişanı (G0) ağ kvadrat və Jason yer zolağı düz ağ xəttlə göstərilir.


Peyk Cazibəsi və Geosfer: Qatı Yerin və onun Maye Zərflərinin Tədqiqatına Töhfələr (1997)

Atmosfer istixana qazlarının təsirlərini öyrənmək üçün istifadə olunan iqlim modelləri, növbəti əsrdə 1 ilə 3,5 dərəcə arasında qlobal istiliyin artacağını proqnozlaşdırır (Warrick et al., 1996). Bu böyüklüyün artması çoxsaylı fəlakətli təsirlər göstərə bilər, ən azı əriyən buzlaqlar və qütb buzlaqlarının birləşməsi və dəniz suyunun istilik genişlənməsi nəticəsində qlobal dəniz səviyyəsinin əhəmiyyətli dərəcədə artması səbəb ola bilər (Qutu 7.1).

Tide gauge məlumatları göstərir ki, dəniz səviyyəsi onsuz da son bir əsrdə ortalama 1,0 ilə 2,5 mm / il arasında artmaqdadır (Warrick et al., 1996). Lakin dəniz səviyyəsindəki bu yüksəlişin mənbələri yaxşı anlaşılmamışdır. Müxtəlif effektlərin təxminləri Cədvəl 7.1-ə daxil edilmişdir. Çox güman ki, mexanizmlərin əksəriyyəti kütlələrin qitələrdən okean hövzələrinə köçürülməsini əhatə edir. Bu kütləvi bölgü geoiddə dünyəvi bir narahatlığa səbəb olardı. Bununla birlikdə, termal genişlənmə effekti kütlənin üfüqi ötürülməsini əhatə etmir və bununla əlaqəli geoidal siqnal yoxdur.

Vaxtdan asılı olan cazibə peyk müşahidələri qlobal dəniz səviyyəsindəki dəyişiklikləri iki yolla məhdudlaşdıra bilər. Birincisi, buzlaqların, kontinental buzlaqların və yeraltı sulu təbəqələrin kütləsinin monitorinqi yolu ilə okeana keçən kontinental su mənbələrini müəyyənləşdirməyə kömək edə bilərlər. İkincisi, bunlar birbaşa okeandakı kütləvi artımı həll etmək üçün müşahidələrdən istifadə edərək dəniz səviyyəsinin yüksəlməsinin termal genişlənmə komponentini müəyyənləşdirməyə kömək etmək üçün istifadə edilə bilər. Bu tətbiqetmələr aşağıda müzakirə olunur.

Okeanların istilik genişlənməsi

Peyk çəkisi müşahidələrini missiyanın müddətində gelgit ölçüsü və ya altimetr nəticələri ilə müqayisə edərək həm dəniz səviyyəsini, həm də cazibə qüvvəsini təsir edən kütləvi axın və yalnız dəniz səviyyəsini təsir edən istilik genişlənməsi arasında ayrı-seçkilik etmək mümkün olmalıdır. Termal genişlənmənin qlobal dəniz səviyyəsindəki yüksəlişə verdiyi töhfənin bu əsrdə ortalama 0,2 ilə 0,7 mm / il arasında olduğu təxmin edilir (Cədvəl 7.1). Bu komponentin təyin edilməsini yaxşılaşdırmaq üçün bir cazibə peyki, dəniz səviyyəsində bir yüksəlişi bir mm / il bir neçə onda bir dəqiqliklə təyin etmək qabiliyyətinə ehtiyac duyacaqdır. Bu, cazibə məlumatlarının mövcud olduğu hər il üçün ümumi kütlə axınını daha yaxından məhdudlaşdıracaqdır. Cədvəl 7.1-də sadalanan dörd mənbənin nisbi töhfələrini ayırmaq da bir neçə il çəkmə missiyasını tələb edəcəkdir.

Şəkil 7.2, yüksəlişin tamamilə su kütləsinin artması ilə əlaqəli olduğunu güman edərək dəniz səviyyəsində 1 mm / il artımın səbəb olduğu proqnozlaşdırılan dünyəvi geoid narahatlığını göstərir (Şəkil 7.2-dəki coğrafi məkan sabitliyi çıxarıldığı üçün qitələr üzərində dəyişir. hər bir addımdakı çıxışdan: yəni Yerin kütləsi, bütövlükdə, qorunub saxlanıldığı qəbul edilir). Qeyd edək ki, geoid amplitüdləri kiçikdir, mm / ilin yüzdə bir hissəsindən çox deyil. Bir neçə onda bir mm / il artımın yaratdığı siqnal hələ kiçik olardı. Bunun aşkarlanması çətin bir siqnal olacaq.

Qutu 7.1 Qlobal dəniz səviyyəsində yüksəlişin təsiri

Yer kürəsinin ümumi əhalisinin böyük bir hissəsi dəniz səviyyəsinə yaxındır və az sayda cəmiyyət dəniz səviyyəsinin I m və ya daha çox yüksəlməsinin qlobal kənd təsərrüfatı və sənaye təsirlərindən zərər çəkməyəcəkdir. Dünya meqapolislərinin yarısı (əhali və 8 milyon nəfər) dəniz səviyyəsinə yaxın, ümumi 2000 nəfərlik əhalisi 150 milyonu keçib və bunlar sahil ticarəti, kənd təsərrüfatı və sənayedə dünya səviyyəsində inkişaf edən liman və icmaların kiçik bir hissəsini təşkil edir. Fırtına dalğaları səbəbindən ildə təxminən 46 milyon insanın daşqın riski ilə üzləşməsi və dəniz səviyyəsindəki bir metrlik artım sayını ildə 118 milyon insana çatdıracağı bildirildi (IPCC, 1996).

Dəniz səviyyəsindəki yüksəliş, yumşaq bir şəkildə içi yamaclarda olan (məsələn, dünyanın 15% sahil şeridinin olduğu Florida və İndoneziya) ya da böyük çay sistemlərinin daşqın düzənliklərində (məsələn, Ren, Qanq, Nil, Mekong). Bu ərazilərdə dəniz səviyyəsindəki yüksəliş sahil xəttinin quruya keçməsini və şirin su anbarlarına yeraltı axını tətik edir və əkin sahələrinin itirilməsinə səbəb olur. 2100-cü ilədək dəniz səviyyəsindəki 1 m artım Uruqvayda% 0,05, Misirdə% 1,0, Hollandiyada% 6 və Banqladeşdə% 17,5 ilə Marshall Adalarında (IPCC)% 80 arasında dəyişən torpaq itkisinə səbəb ola bilər. , 1996). ABŞ-da dəniz səviyyəsində 1 m qalxmanın sahildəki bataqlıqların 20-85% -ni boğacağı və Massaçusets ölçüsündə bir sahə olan 7000 kvadrat milədək sahil müdaxiləsi ilə nəticələnəcəyi təxmin edilir. ., 1991).

Sahil ekosistemlərinin itirilməsi turizm, infrastruktur, şirin su təchizatı, biomüxtəliflik və balıqçılıq sahələrinə də mənfi təsir göstərə bilər. Məsələn, Chesapeake Körfəzinin Qara Suyu Milli Təbii Həyat sığınacağında dəniz səviyyəsindəki yüksəliş, bataqlıqların əhəmiyyətli bir hissəsinin su altında qalması ilə nəticələndi (şəkil 7.1), ərazinin ekoloji tarazlığını dəyişdirərək infrastruktur baxımından% 90-dan çoxu ABŞ-dakı bütün elektrik stansiyaları sahillərə yaxındır, ona görə də limanlar və xammalı asanlıqla əldə edə biləcəyi bir çox sənaye kompleksi var. Bir çox xalq üçün dəniz səviyyəsindəki yüksəlişin səbəb olduğu iqtisadi itkilər ümumi daxili məhsulun 10% -ni keçə bilər (IPCC, 1996). İç ərazilərə köç edən böyük icmaların sosial təsiri və artan dəniz səviyyəsindəki müdafiə xərcləri, sahilyanı cəmiyyətlərdə mənfi təsir göstərə bilər.

Mövcud qlobal dəniz səviyyəsindəki tendensiya təxminən 0,2 m / əsrlik bir yüksəlişdir, lakin bunun bir faktorla sürətlənə biləcəyi mümkündür. 3-5 qlobal istiləşmə meylləri ilə, daha kiçik sürətlənmə nisbətləri daha çox olsa da. Mövcud nisbətlər, sabit qaldıqları təqdirdə, dəniz səviyyəsindəki yüksəlişə uyğun cəmiyyət reaksiyalarına imkan verəcək qədər yavaşdır. Bununla birlikdə, 5 qat sürətlənmə, sahil cəmiyyətləri tərəfindən daha sürətli düzəliş tədbirləri tələb edəcək dərəcələrdə alçaq ərazilərə təsir göstərə bilər, buna görə də bir sürətlənmənin erkən aşkarlanması vacib bir planlaşdırma tələbidir.

CƏDVƏL 7.1 Son 100 ildə orta hesabla dəniz səviyyəsindəki yüksəlişə ehtimal olunan qatqı dərəcələri (Warrick və digərləri, 1996-dan)

Artma və ya azalma dərəcəsi (mm / il)

Buzlaqlar və kiçik buzlaqlar

Dəniz səviyyəsində 1 mm / il artımdan dərəcə amplitüdləri, 5 illik 400 km SST-missiya qeyri-müəyyənliklərini (bir qədər) aşır l & lt 6 (bax Şəkil 7.3). Bu vəziyyətdə geoid siqnalının nümunəsi yaxşı bilindiyindən (Şəkil 7.2-də göstərilmişdir), bu nümunəni peyk məlumatlarına uyğunlaşdıraraq bu təsirin amplitudası üçün faydalı bir təxmin əldə etmək mümkün ola bilər. Fəsil 2-də təsvir olunan qeyri-müəyyənliklərdən istifadə edərək 5 illik SST missiyasından alınan məlumatların dəniz səviyyəsinə 0,1 mm / il olan kütləvi töhfə barədə 1 siqma səhvini təmin edəcəyini görürük. Bir SSI missiyası ilə əldə edilən nəticələr daha da kiçik rəsmi səhvlərə sahib olacaq və dəniz səviyyəsindəki 1 mm / illik dəyişikliyin SSI səhvlərindən yuxarı dərəcələrə qədər yüksəlməsinin təsiri 1 = 20

ŞƏKİL 7.1 Qara suyun Milli WildlifeRefuge, Chesapeake Körfəzi, Merilenddə bataqlıq və dağlıq (yüksək torpaq) quru tiplərindəki dəyişikliklər, qismən dəniz səviyyəsində qalxma ilə əlaqədardır. 1938-1980-ci illərdə ortalama 17.3 hektar / il bataqlıq su altında qaldı. Hava şəkillərinə əsaslanan və NOAA-nın Sahil Dəyişikliklərinin Təhlili Proqramının himayəsi altında hazırlanmış şəkil. Maryland Universiteti Ətraf və Estuarine Araşdırmalar Mərkəzi C. Stevenson'un izni ilə.

ŞƏKİL 7.2 Dəniz səviyyəsinin yüksəlməsinin tamamilə su kütləsinin artması ilə əlaqəli olduğunu düşünərək qlobal dəniz səviyyəsində 1 mm / il artımın yaratdığı geoiddəki dünyəvi dəyişiklik. Yerin bütövlükdə kütləni qoruduğu fərziyyəsi ilə məkan ortalaması sıfıra bərabərdir.

(Şəkil 7.3, alt panel). Ancaq qlobal dəniz səviyyəsində siqnalın digər dünyəvi geofiziki siqnalların təsirlərindən ayrılması problemləri, hər halda dəniz səviyyəsində dəqiqliyi təxminən 0,1 mm / il ilə məhdudlaşdıracaqdır. (Bir SGG missiyası, hətta uzun müddətli SGGE missiyası belə, bu tətbiq üçün faydalı ola biləcək aşağı dərəcələrdə kifayət qədər dəqiq deyil.) 0.1 mm / il dəqiqlik, həqiqətən, istilik genişləndirmə effektlərini təsirlərdən ayırmaq üçün faydalı ola bilər. ümumi qlobal dəniz səviyyəsindəki yüksəlişin eyni müddət ərzində başqa bir texnika (məsələn, peyk altimetriyası) istifadə edilərək eyni yüksək dəqiqliyə ölçülməsi şərti ilə kütlə artımının. Qeyd edək ki, bu tədqiqatdan əldə edilən nəticələr peyk missiyasının məhdud müddətinə aid məlumatlara əsaslanacaqdır (bu hesabat boyunca bu sənəddə təxminən beş il olduğu güman edilir) və həqiqi uzunmüddətli meylləri əks etdirə bilməz. Uzunmüddətli bir izləmə qabiliyyəti arzuolunandır.

Qlobal və regional dəniz səviyyəsinin yüksəlməsi barədə məlumat verməklə yanaşı, peyk çəkisi məlumatları hövzə tərəzilərindəki dəyişiklikləri öyrənmək üçün də istifadə edilə bilər. Məsələn, Şimali Atlantikdəki dəniz səviyyəsinin 1994-1995-ci illər arasında 3 sm artdığı, artımın çoxunun bir neçə ay ərzində baş verdiyi düşünülür (şəkil 7.4)

ŞƏKİL 7.3 400 km yüksəklikdə 5 illik SST, SGGE və SSI missiyaları üçün gözlənilən qeyri-müəyyənliklərlə müqayisədə geoiddəki dünyəvi dalğalanmalar üçün dərəcə amplitüdləri. Burada nəzərdən keçirilən geofiziki proseslər arasında buzlaq sonrası ribaunt (bütün dünya üçün: Şimali Amerika, Skandinaviya, Qrenlandiya və Antarktida və aşağı mantiya viskozitesini 10.E21 Pa-saniyə hesab edir) Antarktika və Qrenlandiya buzundakı bugünkü dəyişikliklər daxildir. , Warrick et al-ın yuxarı sərhədləri olan Antarktida üçün 1,4 mm / yaş və Qrenlandiya üçün 0,4 mm / il qlobal dəniz səviyyəsində dəyişikliklərə səbəb olacaq səviyyədə. (1996) və bunun tamamilə okeanlar və qitələr arasında kütlələrin daşınması ilə əlaqəli olduğunu fərz edərək qlobal dəniz səviyyəsində 1 mm / il dəyişiklik.

(Karton və Miller, 1997). Bir SST və ya SSI missiyası tərəfindən asanlıqla aşkarlanmalı olan bu artım (bax: Əlavə B-dəki Şəkil B.3) səth istiliyinin anomal istiləşməsi və termoklin quruluşundakı dəyişikliklərlə əlaqələndirildi. Bu cür hövzə miqyaslı anomaliyaların səbəblərini müəyyənləşdirmək üçün həyati bir ehtiyac duyulan bir məlumat, kütlənin ümumi artımı ilə müqayisədə istilik genişlənməsinin nisbi töhfəsidir. Beləliklə, yenə də kütlədəki artımın peyk ölçmələri dəniz səviyyəsindəki yüksəlişin səbəblərini araşdırmaq üçün əvəzsiz olacaqdır.

Dondurma kütləsi balansı

Buzlaqların, buzlaqların və buz təbəqələrinin kütlələri ('' buz təbəqəsi '' ifadəsi Antarktidanın və Qrenlandiyanın geniş buz örtükləri üçün qorunur) su ilə okeanlarla mübadiləsi yolu ilə müvəqqəti olaraq dəyişir. iki yol və mdashby artıq ərimə və maye su axını və buzdağları kimi ayrılmaqla.Hər iki halda da itirilən kütlə okeana çatır.Əksinə buz cisimləri yalnız səthlərinə çox yağan qarla kütlə qazana bilər nəm mənbəyi okeanlardan buxarlanmaqdır. Beləliklə, qurudakı buzun ümumi kütlə tarazlığının (sabit kütlədən zamana doğru sapma) ölçülməsi okeanlardakı su kütləsinin dəyişməsinin birbaşa, qismən də olsa ölçüsüdür.

Geniş miqyaslı kütlə-tarazlıq tədqiqatları üçün cazibə ölçmələrinin iki vacib üstünlüyü vardır. Birincisi, cazibə qüvvəsi sadəcə kütlədən asılı olduğundan, cazibə qüvvəsindəki dəyişikliklər zamanla dəyişə bilən buz cisimlərinin orta sıxlığındakı dəyişikliklərdən asılı olmayan birbaşa buz kütləsi tarazlığını təmin edir. İkincisi, cazibə qüvvəsi avtomatik inteqrasiya vasitəsi kimi xidmət edir və bununla da buzlaqoloqların bir neçə ərazidə aparılan tədqiqatlar nəticəsində əldə edilən nəticələri daha böyük bölgələrə, xüsusən də geniş buz təbəqələrinə qədər ekstrapolyasiya etməkdə qarşılaşdıqları böyük çətinliyi aradan qaldırır. Hər iki səbəbə görə buzlaqşünaslar gələcək peyk-cazibə missiyalarını səbirsizliklə gözləyirlər.

Qrenlandiya və Antarktika Buz vərəqlərindən töhfələr

Hal-hazırda Qrenlandiya və Antarktidanın geniş miqyaslı tarazlıqları çox az bilinir. Bu əsrdə qlobal dəniz səviyyəsindəki yüksəlişə verdikləri töhfələr, Antarktida üçün & plusmn 1,4 mm / il aralığındadır və Qrenlandiya üçün & plusmn 0,4 mm / il (Cədvəl 7.1) və işarəsi də bilinmir. Hər iki yuxarı sərhəd, müvafiq buz təbəqələri üzərində yayılan 2,0 - 2,5 mm / il geoid amplitüdlərinə cavab verir.

Şəkil 7.3-də, hər təbəqənin kütləsində vahid dəyişikliyin dərəcə amplitüdləri göstərilir

ŞƏKİL 7.4 1995-ci ilə nisbətən 1995-ci il üçün illik orta dəniz səviyyəsindəki sm (sağ panel) və dəniz səthinin temperaturu C (sol panel) ilə müşahidə olunan dəyişiklik. Tropik Sakit Okeanın isti El Ni və ntildeo şərtləri geri çəkildi. dəniz səviyyəsindən düşmək. Şərqi Şimali Atlantikdə dəniz səthindəki istiləşmə dəniz səviyyəsinin yüksəlməsinə əks olunur.

kütləvi dəyişikliklər Warrick və digərlərinin istinad etdiyi yuxarı hədlərə bərabərdir. (1996). Bu nəticələrə, Əlavə B-də təsvir olunduğu kimi, buz yükünün dəyişməsinə Yerin elastik reaksiya təsirləri daxildir. Qeyd edək ki, nəticələr 5 illik SST missiyası üçün qeyri-müəyyənliklərin üstündə l 25-dən aşağı (800 km-dən çox yarım dalğa uzunluğuna uyğun) və dəyərlərdə 5 illik SSI missiyası üçün l 40-dan aşağı (yarım dalğa uzunluğu 500 km-dən çox). Antarktida və Qrenlandiyanı bir tərəfdən təqribən 3500 km və 1300 km-lik kvadratlar kimi yaxınlaşdıraraq, B.1 şəklində 5 illik, 400 km yüksəklikdəki SST missiyasının Qrenlandiya və Antarktidanın ümumi kütləsindəki dəyişikliklərə həssas olacağını təxmin edirik. hər buz təbəqəsi üçün dəniz səviyyəsində 0,01 mm / ildən yüksək səviyyəyə yüksəlməyə uyğun bir dəqiqliyə. (Şəkil B.1-dən çıxan suyun qalınlığı buz təbəqəsi sahəsinin dünya okeanının ərazisinə nisbətinə vurularaq dəniz səviyyəsinə çevrilə bilər.) 5 illik SSI missiyası, daha həssas bir nizam əmridir. .

Bununla birlikdə buz təbəqəsi üzərindəki cazibə siqnallarını izostatik rebound, qar yığılma nisbətləri və atmosfer təzyiqi ilə fasilələrarası dəyişmələrin təsirlərini ayırmaq problemi olduğu üçün buz təbəqələri üzərindəki cazibə siqnallarını şərh etməkdə qeyri-müəyyənliklərin olduğunu qeyd etmək vacibdir. Bu problemlər aşağıda növbə ilə müzakirə olunur.

İzostatik Rebound

Günümüzdəki buz təbəqəsindəki dəyişikliklərin təsirləri ilə son bir neçə yüz ildən bir neçə min ilədək, xüsusən Antarktidadakı buz kütləsindəki dəyişikliklərə Yerin visko-elastik reaksiyasının təsirlərini ayırmaq çətindir. Prinsipcə, izostatik yüksəlişi açıq qaya üzərində ölçərək düzəltmək olar. Antarktidanın böyük hissəsi buzla örtülü olmasına baxmayaraq, Atlantikdən Sakit Okeana qədər qitəni kəsən geniş Transantarktika dağlarında çox sayda məruz qalma var. Transantarctic Dağları boyunca GPS ölçmə kampaniyası (və bəzi nuna-

qalxma nisbətlərini təyin etmək üçün başqa bir yerə getmək) dəyərli bir iş olardı. 1-2 mm / il sırası ilə dəqiqlik (daha zəif həndəsə və qütb bölgələrində artan ionosfer gecikmələri nəzərə alınmaqla) beş illik fasiləsiz GPS ölçmələri ilə əldə olunmalıdır. (Transantarctic Dağlarındakı tektonik qalxma dərəcələri 1 mm / il qədər ola bilər [Behrendt et al., 1991], lakin daha çox ehtimal ki, ildə bir milimetrin onda birindən çox deyil [Fitzgerald, 1994].) dünyəvi cazibə siqnalında təxminən 4 mm / il buzun və ya qlobal dəniz səviyyəsinin qalxmasının təxminən 0,15 mm / ilinə bərabər olan bir qeyri-müəyyənliyə. Məsələ ondadır ki, Antarktidanın ümumi sahəsinin yalnız kiçik bir hissəsini əhatə edən Transantarctic Dağları üçün ölçülən qabığın qalxma dərəcələri, ehtimal ki, bütün qitə üçün orta qalxma dərəcələrini təmsil edə bilməz. Beləliklə, bu cür GPS ölçmələrindən ən yaxşı istifadənin, əksinə, bütün yerlərdə təsirləri aradan qaldırmaq üçün istifadə ediləcək bərpa modelinin müstəqil modellərini qiymətləndirməyə kömək etməsi ehtimalı yüksəkdir.

İndiki inkişaf vəziyyətindəki geri çevrilmiş modellər problemi həll etmək üçün kifayət etməz. Yerin özlülük profilindəki qeyri-müəyyənliklər və Antarktika buz təbəqəsinin zaman təkamülü, Antarktika buz təbəqəsinin indiki qalınlıq dəyişikliyindəki 30 mm / il sırasındakı qeyri-müəyyənliklərə uyğundur, bu da qlobal dənizin təxminən 1,2 mm / ilinə bərabərdir. - səviyyəli dəyişiklik. İlk baxışdan bu nəticə bir cazibə missiyasının Warrick və digərlərinin qlobal dəniz səviyyəsindəki dəyişiklik təxminlərini yaxşılaşdırmayacağını göstərir. (1996). Lakin, çox güman ki, xüsusi bir cazibə missiyası Kanadanın şimalındakı cazibə sahəsindəki dünyəvi dəyişikliklər üçün Yerin özlülük profili haqqında məlumatımızı xeyli yaxşılaşdıracaq bir həll yoluna gətirib çıxaracaqdır (bax. Fəsil 5). Bu vəziyyətdə Antarktika visko-elastik dəyişiklikdəki əsas qeyri-müəyyənlik Antarktika buz təbəqəsinin özünün detallı zaman təkamülü olacaqdır. Bu qeyri-müəyyənliyin səviyyəsi Yerin özlülük profilindən asılı olacaqdır. If the lower-mantle viscosity is 4.5 × 10 21 Pa-sec or smaller, the uncertainty in the Antarctic contribution to present-day sea-level rise would probably be on the order of 0.6 mm/yr, with about equal contributions from uncertainties in the Pleistocene ice history and estimates of what the mass balance might have been over the past several hundred to several thousand years. At larger values of lower-mantle viscosity (e.g., 20 × 10 21 Pa-sec or greater), the Earth would respond more slowly to past changes in ice, and the total uncertainty might be reduced to 0.3 mm/yr or smaller. Uncertainty estimates this small would indeed lead to improved estimates of the Antarctic contributions to sea-level change, though any such result would be representative of the ice sheet for only the relatively brief duration of the satellite mission.

Snow-Accumulation Rates

Another interpretation difficulty arises from the consideration of interannual variations in the rate of snow accumulation on the ice-sheet surfaces (Figure 7.5). Here the problem is not in determining the change in mass of the ice sheets, but in distinguishing between changes in the mass of the solid ice, which can occur only by ice-dynamic processes with time scales of decades to millennia and which, consequently, are of the greatest interest in terms of secular changes in sea level, and ephemeral changes associated with a few years of higher-than-normal or lower-than-normal snowfall rates. It is not well known how large the average variability in snowfall might be over an entire ice sheet, but on a more local scale an average interannual variability of 25% has been estimated for Antarctica (Giovinetto, 1964) a similar figure is likely for Greenland. (The interannual variability in outflow is much less than this because outflow is principally by solid ice discharge into the ocean.) Even if interannual variations were uncorrelated from year to year, which is climatologically unlikely, this would yield an error in estimating the secular change in ice mass from a 5-year mission that would be on the order of 10% of the annual mass input, or approximately 18 mm of ice, equivalent to 0.6 mm/yr of sea-level change, for Antarctica, and 70 mm of ice (0.3 mm/yr sea-level equivalent) for Greenland. An error of this magnitude would be a serious hindrance in determining the true, long-term contribution of the ice sheet to sea-level change.


Relative Match Intensities at High Altitude in Highly-Trained Young Soccer Players (ISA3600)

To compare relative match intensities of sea-level versus high-altitude native soccer players during a 2-week camp at 3600 m, data from 7 sea-level (Australian U17 National team, AUS) and 6 high-altitude (a Bolivian U18 team, BOL) native soccer players were analysed. Two matches were played at sea-level and three at 3600 m on Days 1, 6 and 13. The Yo-Yo Intermittent recovery test (vYo-YoIR1) was performed at sea-level, and on Days 3 and 10. Match activity profiles were measured via 10-Hz GPS. Distance covered >14.4 km.h(-1) (D>14.4 km·h(-1)) and >80% of vYo-YoIR1 (D>80%vYo-YoIR1) were examined. Upon arrival at altitude, there was a greater decrement in vYo-YoIR1 (Cohen's d +1.0, 90%CL ± 0.8) and D>14.4 km·h(-1) (+0.5 ± 0.8) in AUS. D>14.4 km.h(-1) was similarly reduced relative to vYo-YoIR1 in both groups, so that D>80%vYo-YoIR1 remained similarly unchanged (-0.1 ± 0.8). Throughout the altitude sojourn, vYo-YoIR1 and D>14.4 km·h(-1) increased in parallel in AUS, so that D>80%vYo-YoIR1 remained stable in AUS (+6.0%/match, 90%CL ± 6.7) conversely D>80%vYo-YoIR1 decreased largely in BOL (-12.2%/match ± 6.2). In sea-level natives competing at high-altitude, changes in match running performance likely follow those in high-intensity running performance. Bolivian data confirm that increases in 'fitness' do not necessarily translate into greater match running performance, but rather in reduced relative exercise intensity. Key pointsWhen playing at high-altitude, players may alter their activities during matches in relation to their transient maximal physical capacities, possibly to maintain a 'tolerable' relative exercise intensity.While there is no doubt that running performance per se in not the main determinant of match outcomes (Carling, 2013), fitness levels influence relative match intensity (Buchheit et al., 2012, Mendez-Villanueva et al., 2013), which in-turn may impact on decision making and skill performance (Rampinini et al., 2008).In the context of high-altitude competitions, it is therefore recommended to arrive early enough (i.e.,

2 weeks) to allow (at least partial) acclimatisation, and in turn, allow sea-level native players to regulate their running activities in relation to both actual game demands and relative match intensity.

Açar sözlər: Association football hypoxia match running performance.

Rəqəmlər

Standardized differences in the change…

Standardized differences in the change (90% confidence intervals) between Bolivian (BOL) and Australian…


Consequences

When sea levels rise as rapidly as they have been, even a small increase can have devastating effects on coastal habitats farther inland, it can cause destructive erosion, wetland flooding, aquifer and agricultural soil contamination with salt, and lost habitat for fish, birds, and plants.

Higher sea levels are coinciding with more dangerous hurricanes and typhoons that move more slowly and drop more rain, contributing to more powerful storm surges that can strip away everything in their path. One study found that between 1963 and 2012, almost half of all deaths from Atlantic hurricanes were caused by storm surges.

Already, flooding in low-lying coastal areas is forcing people to migrate to higher ground, and millions more are vulnerable from flood risk and other climate change effects. The prospect of higher coastal water levels threatens basic services such as Internet access, since much of the underlying communications infrastructure lies in the path of rising seas.


Figure 8.1: Cumulative Costs of Sea Level Rise and Storm Surge to Coastal Property

Collectively, these threats present significant direct costs related to infrastructure. 27 , 28 The more than 60,000 miles of U.S. roads and bridges in coastal floodplains are already demonstrably vulnerable to extreme storms and hurricanes that cost billions in repairs. 29 The national average increase in the Special Flood Hazard Area by the year 2100 may approach 40% for riverine and coastal areas if shoreline recession is assumed, and 45% for riverine and coastal areas if fixed coastlines are assumed. 30 Additionally, indirect economic costs (such as lost business) and adverse sociopsychological impacts have the potential to negatively affect citizens and their communities. 31 , 32 , 33 People exposed to weather- or climate-related disasters have been shown to experience mental health impacts including depression, post-traumatic stress disorder, and anxiety, all of which often occur simultaneously furthermore, among those most likely to suffer these impacts are some of society’s most vulnerable populations, including children, the elderly, those with preexisting mental illness, the economically disadvantaged, and the homeless (Ch. 14: Human Health, KM 1 and 2). 34

Although storms, floods, and erosion have always been hazards, in combination with rising sea levels they now threaten approximately $1 trillion in national wealth held in coastal real estate (Figure 8.1) 25 and the continued viability of coastal communities that depend on coastal water, land, and other resources for economic health and cultural integrity (Ch. 15: Tribes, KM 1 and 2). The effects of the coastal risks posed by a changing climate already are and will continue to be experienced in both intersecting and distinct ways, and coastal areas are already beginning to take actions to address and ameliorate these risks (Figure 8.2).


How Plants Influence Resilience of Salt Marsh and Mangrove Wetlands to Sea-Level Rise

This review evaluates the importance of plants and associated biological processes in determining the vulnerability of coastal wetlands to sea-level rise. Coastal wetlands occur across a broad sedimentary continuum from minerogenic to biogenic, providing an opportunity to examine the relative importance of biological processes in wetland resilience to sea-level rise. We explore how plants influence sediment accretion, elevation capital (vertical position in the tidal frame), and compaction or erosion of deposited material. We focus on salt marsh and mangrove wetlands, which occupy a similar physiographic niche and display similar physical and biological controls on resilience to sea-level rise. In both habitats, plants stabilize emergent mudflats and help sustain the wetland position in the tidal frame relative to ocean height through both surface and subsurface process controls on soil elevation. Plants influence soil elevations by modifying (1) mineral sediment deposition and retention, (2) organic matter contributions to soil volume, and (3) resistance to compaction and erosion. Recognition of the importance of plants in coastal wetland resilience to sea-level rise is key to accurate predictions about the future fate of salt marshes and mangrove forests and for development of effective management and restoration plans.

Bu abunə məzmununun önizləməsidir, təşkilatınız vasitəsilə giriş.


Adey WH (1978) Coral reef morphogenesis: a multidimensional model. Science 202:831–837

Adey WH, Macintyre IG, Stuckenrath R, Dill RF (1977) Relict barrier reef system off St. Croix: its implications with respect to late Cenozoic coral reef development in the western Atlantic. Proc 3rd Int Coral Reef Symp 2:15–21

Buddemeier RW, Hopley D (1988) Turn-ons and turn offs: causes and mechanisms of the initiation and termination of coral reef growth. Proc 6th Int Coral Reef Symp 1:253–261

Choquette PW, James NP (1987) Introduction. In: Choquette PW, James NP (eds) Paleokarst. Springer, New York Berlin Heidelberg, pp 1–21

Cloud PE Jr (1959) Geology of Saipan, Mariana Islands. Submarine topography and shallow-water ecology. US Geol Surv Prof Pap 280K:361–445

Collins LB, Zhu Zr, Wyrwoll K-H, Hatcher BG, Playford PE, Chen JH, Eisenhauer A, Wasserburg GJ (1993) Late Quaternary evolution of coral reefs on a cool-water carbonate margin: the Abrolhos carbonate platforms, southwest Australia. Mar Geol 110:203–212

Cortés J, Macintyre IG, Glynn PW (1994) Holocene growth history of an eastern Pacific fringing reef, Punta Islotes, Costa Rica, Coral Reefs 13:65–73

Craig DH (1987) Caves and other features of Permian Karst in San Andres Dolomite, Yates Field Reservoir, West Texas. In: Choquette PW, James NP (eds) Paleokarst. Springer, New York Berlin Heidelberg, pp 342–363

D'Anglejan B, Mountjoy EW (1973) Submerged reef of the eastern Grenadines Shelf margin. Geol Soc Am Bull 84:2445–2454

Davies PJ, Hopley D (1983) Growth fabrics and growth rate of Holocene reefs in the Great Barrier Reef. BMR (Bur Miner Resour) J Aust Geol Geophys 8:237–251

Davies PJ, Marshall JF, Thom BG, Harvey N, Short A, Martin K (1977) Reef development—Great Barrier Reef. Proc 3rd Int Coral Reef Symp 2:331–337

Davies PJ, Marshall JF, Hopley D (1985) Relationship between reef growth and sea level change in the Great Barrier Reef. Proc 5th Int Coral Reef Congr 3:95–103

Done TJ (1983) Coral zonation: its nature and significance. In: Barnes DJ (ed) Perspectives on coral reefs. Brian Clouson, Australia, pp 107–147

Easton WH, Olson EA (1976) Radiocarbon profile of Hanauma Reef, Oahu, Hawaii. Geol Soc Am Bull 87:711–719

Fujii A, Momikura Y, Nakayama Y (1974) On buried terraces beneath the Ryukyu Group of Okierabu-jima and Quaternary eustatic movement (in Japanese). J Geol Soc Japan 50:45–47

Glynn PW, Macintyre IG (1977) Growth rate and age of coral reefs on the Pacific coast of Panama. Proc 3rd Int Coral Reef Symp 2:251–259

Goreau TF (1959) The ecology of Jamaican coral reefs. 1. Species composition and zonation. Ecol 40:67–90

Guilcher A (1988) Coral reef geomorphology. Wiley, Chichester

Harris PT, Davies PJ (1989) Submerged reefs and terraces on the shelf edge of the Great Barrier Reef, Canberra. Coral Reefs 8:87–98

Hopley D (1982) Gemorphology of the Great Barrier Reef: Quaternary development of coral reefs. Wiley-Interscience, New York

Hopley D (1989) Coral reefs: zonation, zonality and gradients. Essener Geoger Arbeiten 18:79–123

Hopley D, Barnes R (1985) Structure and development of a wind-ward fringing reef, Orpheus Island, Palm Group, Great Barrier Reef. Proc 5th Int Coral Reef Congr 3:141–146

Hopley D, Slocombe AM, Muir F, Grant C (1983) Nearshore fringing reefs in North Queensland. Coral Reefs 1:151–160

Hori N (1977) A morphometrical study on the geographical distribution of coral reefs. Geogr Rep Tokyo Metropol Univ 12:1–75

Hori N (1980) A morphological study on the geographical distribution and the formation of coral reefs. Abstr 24 Int Geogr Congr 1:144–145

Hubbard DK (1988) Controls of modern and fossil reef development, common ground for biological and geological research. Proc 6th Int Coral Reef Symp 1:243–252

Hubbard DK, Burke RB, Gill IP (1986) Styles of reef accretion along a steep, shelf-edge reef, St. Croix, U.S. Virgin Islands. J Sed Petrol 56:848–861

Ikeda S, Kasuya M, Ikeya M (1991) ESR ages of middle Pleistocene corals from the Ryukyu Islands. Quatern Res 36:61–71

Kan H, Hori N (1991) Methodology and conceptual design for geomorphological surveying of submarine ‘road cut’ in modern reef-flats. Geogr Sci 46:208–221

Kan H, Hori N (1993) Formation of topographic zonation on the well-developed fringing reef-flat, Minna Island, the Central Ryukyus. Trans Jpn Geomorph Union 14:1–16

Kan H, Takahashi T, Koba M (1991) Morpho-dynamics on Holocene reef accretion: drilling results from Nishimezaki Reef, Kume Island, the Central Ryukyus. Geogr Rev Japan 64B:114–131

Kan H, Hori N, Kaigara T, Ichikawa K (1992) Formation and processes of morphological systems of modern reef-flat in Tonaki Island, the Central Ryukyus. 7th Int Coral Reef Symp Abstr 51

Kayanne H (1992) Deposition of calcium carbonate into Holocene reefs and its relation to sea-level rise and atmospheric CO2. Proc 7th Int Coral Reef Symp 1:50–55

Kinsey DW, Davies PJ (1979) Effects of elevated nitrogen and phosphorous on coral reef growth. Limnol Oceangr 24:935–940

Kleypas JA, Hopley D (1992) Reef development across a broad continental shelf, southern Great Barrier Reef, Australia. Proc 7th Int Coral Reef Symp 2:1129–1141

Koba M, Omoto K, Takahashi T (1980) Late Holocene higher sea level and its radiocarbon dates in Okierabu-jima, Ryukyus. The Quat Res (Daiyonki-kenkyu) (in Japanese with English abstract) 19:317–320

Koba M, Nakata T, Takahashi T (1982) Late Holocene eustatic sea-level changes deduced from geomorphological features and their 14 C dates in the Ryukyu Island, Japan. Palaeoclimatol Palaeogeogr Palaeoecol 29:231–260

Konishi K, Schlanger SO, Omura A (1970) Neotectonic rates in the central Ryukyu Islands derived from 230 Th coral ages. Mar Geol 9:225–240

Konishi K, Tsuji Y, Goto T, Tanaka T, Futakuchi K (1983) Multihole shallow drilling on coral reefs: an example of Holocene series at Kikai-jima (in Japanese). Mar Sci Monthly 153:154–164

Kono T, Tsukayama S (1980) Wave transformation on reef and some consideration on its application to field. Coastal Eng Japan 23:45–57

Ladd HS (1961) Reef building. Science 134:703–715

Ladd HS (1977) Types of coral reefs and their distribution. In: Jones OA, Endean R (eds) Biology and geology of coral reefs, vol IV. Academic Press, New York, pp 1–19

Lighty RG, Macintyre IG, Stuckenrath R (1978) Submerged early Holocene barrier reef south-east Florida shelf. Nature 276:59–60

Macintyre IG (1967) Submerged coral reefs, west coast of Barbados, West Indies. Can J Earth Sci 4:461–474

Macintyre IG (1972) Submerged reefs of eastern Caribbean. AAPG Bull 56:720–738

Macintyre IG, Glynn PW (1976) Evolution of modern Caribbean fringing reef, Galeta Point, Panama. AAPG Bull 60:1054–1072

MacNeil FS (1960) The Tertiary and Quaternary gastropoda of Okinawa. US Geol Surv Prof Pap 454F:1–58

Marshall JF (1988) Potential effects of oceanic deep waters on the initiation and demise of coral reefs. Proc 6th Int Coral Reef Symp 3:509–512

Montaggioni LF (1988) Holocene reef growth history in mid-plate high volcanic islands. Proc 6th Int Coral Reef Symp 3:455–460

Nakagawa H (1967) Geology of Tokunoshima, Okierabujima, Yoronto and Kikaijima, Amami Gunto 1. (in Japanese) Cont Inst Geol Paleont Tohoku Univ 63:1–39

Nakai T (1984) Modern coral reef topography in Tanegashima (in Japanese). Absrt Assoc Jpn Geogr 26:96–97

Nakai T (1992) the geomorphological characteristics of northernmost coral reefs in the northwest Pacific. Abst 7th Int Coral Symp 75

Nakamori T (1986) Community structures of Recent and Pleistocene hermatypic corals in the Ryukyu Islands, Japan. Sci Rep Tohoku Univ 2 Ser 56:71–133

Nakata T, Takahashi T, Koba M (1978) Holocene-emerged coral reefs and sea-level changes in the Ryukyu Islands. Geogr Rev Japan 51A:87–108 (in Japanese with English abstract)

Neumann AC, Macintyre IG (1985) Reef response to sea level rise: keep-up, catch-up or give-up. Proc 5th Int Coral Reef Symp 3:105–110

Noda M (1984a) Ryukyu limestone of Okierabu-jima 1. Stratigraphy (in Japanese with English abstract) J Geol Soc Japan 90:319–328

Noda M (1984b) Ryukyu limestone of Okierabu-jima. 2. Sedimentary facies (in Japanese with English abstract). J Geol Soc Japan 90:261–270

Ota M, Kawano M, Sugimura A, Haikawa T, Nishida T (1973) Geomorphology, geology and groundwater in Okierabu Island (in Japanese). Kyushu Agricultual Administration Bureau, Kyushu, pp 1–59

Ota Y, Machida H, Hori N, Konishi K, Omura A (1978) Holocene raised coral reefs of Kikai-jima (Ryukyu Islands)—an approach to Holocene sea level study (in Japanese with English abstract). Geogr Rev Japan 51A:109–130

Purdy EG (1974a) Karst determined facies patterns in British Honduras: Holocene carbonate sedimentation model. AAPG Bull 58:825–855

Purdy EG (1974b) Reef configration: cause and effect. In: Laporte LF (ed) Reefs in time and space. (spec publ 18) Soc Econ Paleont Mineral, Tulsa, pp 9–76

Roberts HH, Murray SP, Suhayda JN (1975) Physical processes in a fringing reef system. J Mar Res 33:233–260

Roberts HH, Lugo A, Carter B, Simms M (1988) Across-reef flux and shallow surface hydrology in modern coral reefs. Proc 6th Int Coral Reef Symp 2:509–515

Robert HH, Wilson PA, Lugo-Fernández A (1992) Biologic and geologic responses to physical processes: examples from modern reef systems of the Caribbean-Atlantic region. Continental Shelf Res 12:809–834

Shinn EA, Hudson JH, Halley RB, Lidz B (1977) Topographic control and accumulation rate of some Holocene coral reefs: south Florida and Dry Torugas. Proc 3rd Int Coral Symp 2:1–7

Shinn EA, Hudson JH, Robbin DM, Lidz B (1981) Spurs and grooves revisited: construction versus erosion Looe Key Reef, Florida. Proc 4th Int Coral Reef Symp 1:475–483

Suhayda JN, Roberts HH (1977) Wave action and sediment transport on fringing reefs. Proc 3rd Int Coral Reef Symp 2:65–70

Takahashi T (1980) Micro-topographical structure of coral reefs (in Japanese). Chiri (Geogr) 25(8):34–42

Takahashi T, Koba M, Kan H (1988) Relationship between reef growth and sea level on the northwestern coast of Kume Island, the Ryukyus: data from drill holes on the Holocene coral reef. Proc 6th Int Coral Reef Symp 3:491–496

Yonekura N, Ishii T, Matsumoto E, Kayanne H, Matsushima Y, Miyata T, Maeda Y (1986) Shallow structure and geomorphic development of the reef crest of Yoron Island, Japan. In: Yonekura N (ed) Studies on the micro-landforms and shallow structure of modern coral reefs. University of Tokyo, Tokyo, pp 65–71 (in Japanese)


7. SEA LEVEL BALANCE FOR THE PAST DECADE: A SYNTHESIS

[74] We have seen that the rate of sea level rise based on tide gauge records for the past century ranges between 1 and 2 mm/yr [ Church et al., 2001 ]. We have also seen that for the past decade the rate of sea level rise measured by T/P altimetry amounts to 2.8 ± 0.4 mm/yr. According to Peltier [1998] , postglacial rebound causes a secular increase in the volume of the ocean basins, which, in turn, reduces global mean sea level by approximately −0.3 mm/yr. To explain the T/P-based sea level rise in terms of climate factors, the postglacial rebound effect needs to be removed from the geocentric rate of sea level rise. Thus the corrected rate of sea level rise over the past decade is closer to 3.1 mm/yr, which is significantly larger than for the previous decades (in the range 1–2 mm/yr).

[75] A recent study by Woodworth et al. [2004] used the Hadley Center atmosphere ocean general circulation model to determine the steric sea level contribution for the 1990s, obtaining a value of 1.5 mm/yr ± 0.4 mm/yr. This model estimate is 3 times larger than the Church et al. [2001] and Antonov et al. [2002] values for the past decades. This suggests that thermal expansion has accelerated during recent years compared to the previous decades. The steric sea level acceleration seen since the early 1990s is possibly connected to the observed acceleration of glacier melting reported by Dyurgerov and Meier [2000] , as well as the somewhat enhanced Greenland and West Antarctica melting [ Rignot and Thomas, 2002 ] compared to observations in previous decades [ Church et al., 2001 ]. We cannot exclude the possibility that enhanced ocean warming and ice melting reported for the past decade have a common origin related to stronger global warming. Sea level rise during the 1990s, a consequence of the latter two phenomena, is independent evidence of a large-scale change having affected the climate system during the last decade.


14.1.7: Sea Level Change - Geosciences

When the tide reaches its highest level during the full moon, it is not uncommon to see flooding as large waves crest the seawalls that protect the more populated areas of Guyana. Since parts of the country are already below sea level, further sea&ndashlevel rise would cause even more flooding of homes, businesses, and agricultural areas, if flood protection measures are not improved. 1

Guyana is particularly vulnerable to sea&ndashlevel rise stemming from climate change, plus regional shifts in the height of the sea. Close to 80 percent of Guyana's population lives in the low&ndashlying coastal region. In fact, some of the historically habitable sections are already below sea level. 2,3,4 By 2100, scientists project a global sea level rise of 2.6 feet (80 centimeters)&mdashand as much as 6.6 feet (2 meters), depending largely on how much we continue to overload the atmosphere with carbon. 5

  • Guyana's capital city of Georgetown relies on seawalls for protection. When flooding occurs after large waves top the seawalls or heavy rains, sluice gates open for drainage. However, these gravity-fed gates can do so only when the tide is low enough.
  • The coastal plain is home to almost all the country's agricultural production&mdashcritical for both food and export. The main crops are sugar and rice. 6,7
  • Sea level along the Guyana coastline is rising faster than the global average, 6 which will exacerbate future increases from further global warming.

With close to 80 percent of Guyana's population living in low&ndashlying coastal regions, sea-level rise linked to global warming is dramatically increasing the likelihood that homes, businesses, hospitals, and schools will flood. 2,3 Coastal portions of Guyana sit from 19.7 inches (0.5 meter) to 39.4 inches (1 meter) below sea level. 4 The Ministry of Public Works already issues alerts during particularly high spring tides, so residents can take precautions against flooding. 8

About 25 percent of the coast is now protected by seawalls, 60 percent by mangroves, and 15 percent by natural sandbanks. 6 The seawalls have sluice gates that allow floodwaters from heavy rains and waves that crest the seawalls to drain. However, the gravity&ndashcontrolled gates cannot open if the tide is not low enough. As sea level rises even more, the risk that the gates will not open also increases. Some locations already rely on pumped drainage, and more are likely to need it, raising the cost of protecting coastal development. 6

Guyana's coastal plains are home to some three&ndashquarters of the country's economic activities including almost all the country's agricultural production&mdashcritical for both food and export. 4 The main crops are sugar and rice. 7 Sea&ndashlevel rise could devastate agricultural production if saltwater inundates fields and intrudes into the estuaries used to irrigate them. 6 Saltwater from rising seas could also contaminate freshwater supplies used for drinking and other domestic and industrial activities, requiring costly treatment. 6

Part of a Larger Pattern

Sea level has been rising globally since the end of the last ice age, but the rate of that rise has accelerated significantly. From 1993 to 2009, the annual rate rose to around 0.13 inch (3.4 millimeters)&mdashnearly twice the twentieth&ndashcentury average. 9,10

Scientists attribute this recent acceleration to human&ndashcaused climate change. Oceans expand as they warm, and the Greenland and Antarctic ice sheets and mountain glaciers add water to the oceans as they shrink. 5 After looking closely at the volume of water that could come from shrinking glaciers and ice sheets, scientists project a rise of 2.6 feet (80 centimeters) by 2100&mdashor possibly as much as 6.6 feet (2 meters), depending on the pace of heat-trapping emissions and assumptions about ice sheet behavior. 5

Besides global sea&ndashlevel rise, several other factors influence regional sea levels, including sinking (subsidence) or rising (uplift) of the land, circulation of the atmosphere and the ocean, and the origin of meltwater. Scientists have found that the Guyana coast is subsiding owing to groundwater extraction, soil compaction, and drainage of wetlands. From 1951 to 1979, sea level off Guyana rose at a rate some six times the global average, (0.4 inch, or 10.2 millimeters per year), around 6 times the twentieth century average or 3 times the 1993 to 2009 annual average. 6,10

What the Future Holds

Without improved sea and river defenses and drainage systems, the coastal plains of coastal Guyana face serious flooding&mdashif not complete inundation&mdashowing to higher sea levels possible under worst case scenarios. 6 Such flooding would devastate most of the population and have consequences for a large percentage of the gross domestic product. 4

The government recently projected that adaptation costs could exceed $1 billion (U.S.)&mdasha fraction of the potential losses if nothing is done. This figure includes the costs of activities ranging from building and reinforcing levees and seawalls to flood&ndashproofing health clinics. 12 For context, $1 billion (U.S.) is equivalent to about 20 percent of Guyana's GDP in 2010. 7

Because of increased flooding, the Ministry of Agriculture is already encouraging residents to relocate farther inland. In 2010, the ministry opened up new land to allow traditional coastal farmers to start moving their homes and farms inland. 13

Coastal mangrove fringes are particularly at risk from sea&ndashlevel rise. Mangroves naturally move slowly landward as sea level rises. However, because the Guyana coast is developed, the mangroves cannot do so, and slowly die off from being pinned in place as sea level rises. This exposes more of the coast to damage from saltwater inundation, storm surges, and reduces the nursery habitat for commercial fishing. 14 Curbing the human activities that overload our atmosphere with carbon&mdashthe root cause of global sea&ndashlevel rise&mdashcan go a long way toward slowing the pace of change, and creating more time for coastal communities to prepare for changes ahead.


Videoya baxın: ماذا لو بدلت الأرض والمحيطات على الأرض أماكنها (Oktyabr 2021).