Άνοδος της στάθμης της θάλασσας

Οι μετρήσεις της παλίρροιας δείχνουν ότι η παγκόσμια άνοδος της στάθμης της θάλασσας ξεκίνησε στις αρχές του 20ού αιώνα. Μεταξύ του 1900 και του 2017, η μέση παγκόσμια στάθμη της θάλασσας αυξήθηκε κατά 16-21 εκατοστά. Τα ακριβέστερα δεδομένα που συλλέγονται από τις μετρήσεις δορυφορικών ραντάρ αποκαλύπτουν μια επιταχυνόμενη άνοδο 7,5 εκ. από το 1993 έως το 2017, κάτι το οποίο αντιστοιχεί σε περίπου 30 εκατοστά ανά αιώνα. Αυτή η επιτάχυνση οφείλεται κυρίως στην κλιματική αλλαγή, η οποία οδηγεί στη θερμική διαστολή του θαλασσινού νερού και στην τήξη των χερσαίων φύλλων πάγου και των παγετώνων. Μεταξύ του 1993 και του 2018, η θερμική διαστολή των ωκεανών συνέβαλε κατά 42% στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας, κατά 21% στην τήξη των παγετώνων, όπου κατά 15% στη Γροιλανδία, και κατά 8% στην Ανταρκτική. Οι επιστήμονες που μελετούν το κλίμα αναμένουν ότι ο ρυθμός θα επιταχυνθεί ακόμα περισσότερο κατά τη διάρκεια του 21ου αιώνα, με τα τελευταία στατιστικά στοιχεία να αναφέρουν ότι η στάθμη της θάλασσας αυξάνεται κατά 3,6 χιλ. ετησίως.

Η πρόβλεψη της μελλοντικής στάθμης της θάλασσας είναι δύσκολη λόγω της πολυπλοκότητας πολλών μεταβλητών που εμπλέκονται στο κλιματικό σύστημα και της χρονικής υστέρησης της στάθμης της θάλασσας στις αλλαγές της θερμοκρασίας της Γης. Επειδή όμως η έρευνα για το κλίμα του παρελθόντος και του παρόντος χρησιμοποιεί ολοένα και πιο βελτιωμένα μοντέλα με τη χρήση των υπολογιστών, η ακρίβεια των προβλέψεων έχει αυξηθεί σημαντικά. Το 2007, η Διακυβερνητική Επιτροπή για την Αλλαγή του Κλίματος (IPCC) έκανε μια εκτίμηση του άνω άκρου της στάθμης της θάλασσας στο ύψος 60 εκ. έως το 2099, αλλά στην έκθεση του 2014 η εκτίμηση αυτή αναπροσαρμόστηκε σε περίπου 90 εκ. και σε κάποιες έρευνες αργότερα ακόμη περισσότερο. Κάποιες μελέτες μάλιστα ανέφεραν ότι η παγκόσμια άνοδος της στάθμης της θάλασσας της τάξης των 200 με 270 εκ. είναι "φυσικώς εύλογη". Με βάση μια συντηρητική εκτίμηση, κάθε βαθμός αύξησης της θερμοκρασίας (σε °C) προκαλεί αύξηση της στάθμης της θάλασσας κατά περίπου 2,3 μ. σε μια περίοδο 200 χρόνων, κάτι το οποίο αποτελεί παράδειγμα της κλιματικής αδράνειας.

Η στάθμη της θάλασσας δεν αναμένεται ν' ανεβεί ομοιόμορφα παντού στη Γη, ενώ σε ορισμένες περιοχές, όπως η Αρκτική, είναι δυνατόν να πέσει. Αυτό εξαρτάται από τους περιφερειακούς παράγοντες, όπως οι τεκτονικές μετατοπίσεις και η καθίζηση της γης, οι παλίρροιες, τα ρεύματα και οι καταιγίδες. Οι αλλαγές αυτές μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τον ανθρώπινο πληθυσμό σε παράκτιες και νησιωτικές περιοχές. Έτσι, αναμένονται εκτεταμένες παράκτιες πλημμύρες με αρκετούς βαθμούς θέρμανσης να διατηρούνται για χιλιετίες. Άλλες επιπτώσεις που αναμένονται είναι οι υψηλότερης στάθμης θύελλες και πιο επικίνδυνα τσουνάμι, η μετατόπιση των πληθυσμών, η απώλεια και υποβάθμιση της αγροτικής γης και οι αρνητικές επιδράσεις στις πόλεις. Τέλος, τα θαλάσσια οικοσυστήματα αναμένονται να επηρεαστούν, με τη χλωρίδα και την πανίδα να χάνουν μέρος του οικοσυστήματός τους.

Οι κοινωνίες μπορούν να προσαρμοστούν στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας με τρεις διαφορετικούς τρόπους: με τη διαχειριζόμενη υποχώρηση προς τα χερσαία μέρη, με τη χρήση τεχνικών προστασίας των ακτών από τη διάβρωση, και με την κατασκευή κυματοθραυστών, χρήση αμμολόφων και ενίσχυση των παραλιών. Οι πρακτικές αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξεχωριστά ή συνδυασμένα. Σε κάποιες περιοχές, όπως στις λεγόμενες βυθιζόμενες πόλεις, οι πληθυσμοί θα πρέπει να μετακινηθούν προς την ενδοχώρα, κάτι το οποίο όμως δεν είναι πάντα εφικτό λόγω των φυσικών ή τεχνητών εμποδίων.

Αλλαγές του παρελθόντος 
Η κατανόηση των αλλαγών στη στάθμη της θάλασσας που συντελέστηκαν στο παρελθόν είναι απαραίτητη για την ανάλυση των τρεχουσών και των μελλοντικών αλλαγών. Στο πρόσφατο γεωλογικό παρελθόν, οι αλλαγές στον χερσαίο πάγο και η θερμική διαστολή από τις αυξημένες θερμοκρασίες ήταν οι κύριοι λόγοι για την αύξηση της στάθμης της θάλασσας. Την τελευταία φορά που η Γη ήταν 2 βαθμούς Κελσίου θερμότερη από τις προ-βιομηχανικές θερμοκρασίες, η στάθμη της θάλασσας ήταν τουλάχιστον 5 μέτρα υψηλότερη από τώρα, κάτι το οποίο οδήγησε στη διαπαγετωνική περίοδο, λόγω των αλλαγών στην ποσότητα του ηλιακού φωτός από τις αργές αλλαγές στην τροχιά της Γης (κύκλοι Μιλάνκοβιτς). Η θέρμανση διατηρήθηκε για μια περίοδο χιλιάδων ετών και το μέγεθος της αύξησης της στάθμης της θάλασσας δείχνει ότι υπήρξε μεγάλη συνεισφορά από τα φύλλα πάγου από την Ανταρκτική και τη Γροιλανδία. Επίσης, μια έκθεση του Βασιλικού Ινστιτούτου της Ολλανδίας για τη Θαλάσσια Έρευνα ανέφερε ότι πριν από περίπου τρία εκατομμύρια χρόνια, τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Γης ήταν παρόμοια με τα σημερινά επίπεδα. Αυτό προκάλεσε την αύξηση της θερμοκρασίας κατά δύο έως τρεις βαθμούς Κελσίου, το λιώσιμο του ενός τρίτο των φύλλων πάγου της Ανταρκτικής και την επακόλουθη αύξηση της στάθμης της θάλασσας κατά 20 μέτρα.

Από την τελευταία εποχή των παγετώνων, 20.000 χρόνια πριν, η στάθμη της θάλασσας έχει αυξηθεί περισσότερο από 125 μέτρα, με ρυθμούς που κυμαίνονται από λιγότερο από 1 χιλιοστό το έτος έως 40+ χιλιοστά το έτος, ως αποτέλεσμα της τήξης των φύλλων του πάγου πάνω από τον Καναδά και την Ευρασία. Η ταχεία τήξη των φύλλων πάγου οδήγησε στους λεγόμενους «παλμούς νερού που λιώνει» (αγγλ. meltwater pulses), οι οποίοι είναι περίοδοι κατά τους οποίους η στάθμη της θάλασσας αυξήθηκε γρήγορα. Ο ρυθμός αύξησης άρχισε να επιβραδύνεται περίπου 8.200 χρόνια πριν, ενώ ήταν σχεδόν σταθερή τα τελευταία 2.500 χρόνια, μέχρι την πρόσφατη ανοδική τάση που ξεκίνησε στα τέλη του 19ου ή στις αρχές του 20ου αιώνα.

Μέτρηση 
Οι μεταβολές στη στάθμη της θάλασσας μπορούν να προκληθούν είτε από διακυμάνσεις στην ποσότητα του νερού στους ωκεανούς (όγκος του ωκεανού) είτε από τις αλλαγές της ξηράς σε σύγκριση με την επιφάνεια της θάλασσας. Οι διαφορετικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των αλλαγών στο επίπεδο της θάλασσας δεν μετρούν ακριβώς το ίδιο επίπεδο. Οι μετρητές παλίρροιας μπορούν να μετρήσουν μόνο τη σχετική στάθμη της θάλασσας, ενώ οι δορυφόροι μπορούν να μετρήσουν τις απόλυτες αλλαγές στη στάθμη της θάλασσας. Για να λάβουμε ακριβείς μετρήσεις για τη στάθμη της θάλασσας, αυτό μπορεί να γίνει από τους ερευνητές που μελετούν τον πάγο και τους ωκεανούς στον πλανήτη, καταγράφοντας τις συνεχιζόμενες παραμορφώσεις της στερεάς Γης, ιδίως λόγω της απομάκρυνσης των χερσαίων μαζών από τις παλιές μάζες πάγου που υποχωρούν, καθώς και λόγω της βαρύτητας και της περιστροφής της Γης.

Δορυφορική υψομετρία 

Από την εκτόξευση του δορυφόρου TOPEX / Poseidon το 1992, ένας εναλλασσόμενος αριθμός υψομετρικών δορυφόρων καταγράφει συνεχώς τις αλλαγές στο επίπεδο της θάλασσας. Αυτοί οι δορυφόροι μπορούν να μετρήσουν τους λόφους και τις κοιλάδες μέσα στη θάλασσα που προκαλούνται από ρεύματα και να ανιχνεύσουν τις τάσεις στο ύψος τους. Για τη μέτρηση της απόστασης από την επιφάνεια της θάλασσας, οι δορυφόροι στέλνουν έναν παλμό μικροκυμάτων στην επιφάνεια του ωκεανού και καταγράφουν το χρόνο που απαιτείται για την επιστροφή. Τα ραδιόμετρα μικροκυμάτων διορθώνουν την επιπλέον καθυστέρηση που προκαλείται από τους υδρατμούς στην ατμόσφαιρα. Ο συνδυασμός αυτών των δεδομένων με την ακριβή τοποθεσία του δορυφόρου επιτρέπει τον προσδιορισμό του ύψους της επιφάνειας της θάλασσας με ακρίβεια λίγων εκατοστών. Παλιότερες δορυφορικές μετρήσεις είχαν μια ελαφριά απόκλιση από τις μετρήσεις της παλίρροιας. Το μικρό σφάλμα βαθμονόμησης τελικά εντοπίστηκε στον δορυφόρο TOPEX / Poseidon ότι προκαλούσε την μικρή υπερεκτίμηση των επιπέδων της θάλασσας κατά την περίοδο 1992-2005.

Οι δορυφόροι είναι χρήσιμοι για τη μέτρηση των περιφερειακών διακυμάνσεων στο επίπεδο της θάλασσας. Με αυτό τον τρόπο καταγράφηκε σημαντική αύξηση μεταξύ του 1993 και του 2012 στον δυτικό τροπικό Ειρηνικό. Αυτή η απότομη άνοδος έχει συνδεθεί με την αύξηση των αληγών ανέμων, οι οποίοι προκαλούνται όταν η Δεκαετής Ταλάντωση του Ειρηνικού (PDO) και η Νότια Ταλάντωση El Niño (ENSO) αλλάζουν από μία κατάσταση στην άλλη. Το PDO είναι ένα μοτίβο κλίματος, το οποίο αποτελείται από δύο φάσεις, η κάθε μία από τις οποίες διαρκεί συνήθως 10 με 30 χρόνια, ενώ το ENSO έχει μικρότερη περίοδο διάρκειας, από 2 έως 7 χρόνια.

Μετρητές παλίρροιας 
Μια άλλη σημαντική πηγή παρατηρήσεων της στάθμης της θάλασσας είναι το παγκόσμιο δίκτυο μετρητών παλίρροιας. Σε σύγκριση με τη δορυφορική καταγραφή, η καταγραφή από του μετρητές έχει μεγάλα χωρικά κενά, αλλά καλύπτει μια πολύ μεγαλύτερη χρονική περίοδο. Η χρήση των μετρητών παλίρροιας ξεκίνησε κυρίως στο Βόρειο Ημισφαίριο, ενώ τα στοιχεία για το Νότιο Ημισφαίριο παρέμεναν λίγα έως τη δεκαετία του 1970. Οι πιο μακροχρόνιες μετρήσεις της στάθμης της θάλασσας είναι αυτές από το NAP ή το Amsterdam Ordnance Datum που ιδρύθηκε το 1675 στο Άμστερνταμ της Ολλανδίας. Στην Αυστραλία η καταμέτρηση είναι επίσης αρκετά εκτεταμένη, συμπεριλαμβανομένων των μετρήσεων από έναν ερασιτέχνη μετεωρολόγο που ξεκίνησε τις μετρήσεις το 1837, και των μετρήσεων σε ένα σημείο αναφοράς στο Νησί των Νεκρών, κοντά στο Port Arthur της Τασμανίας που ξεκίνησαν το 1841.

Αυτό το δίκτυο των μετρητών χρησιμοποιήθηκε σε συνδυασμό με τα δορυφορικά δεδομένα μέτρησης υψόμετρου, για να διαπιστωθεί ότι η παγκόσμια μέση στάθμη της θάλασσας αυξήθηκε κατά 19,5 εκ. μεταξύ του 1870 και του 2004 με μέσο ρυθμό περίπου 1,44 χιλ. το έτος. Τα δεδομένα που συλλέγονται από τον Οργανισμό Επιστημονικής και Βιομηχανικής Έρευνας της Κοινοπολιτείας (CSIRO) της Αυστραλίας δείχνουν ότι η τρέχουσα παγκόσμια τάση μέσης στάθμης της θάλασσας είναι 3,2 χιλ. ετησίως, διπλάσια σε ρυθμό από αυτόν του 20ο αιώνα. Αυτή είναι μια σημαντική επιβεβαίωση των προσομοιώσεων της κλιματικής αλλαγής που προέβλεπαν ότι η άνοδος της στάθμης της θάλασσας θα επιταχυνθεί ως απάντηση στην κλιματική αλλαγή.

Ορισμένες περιφερειακές διαφορές είναι επίσης ορατές στα δεδομένα μέτρησης της παλίρροιας. Μερικές από τις καταγεγραμμένες περιφερειακές διαφορές οφείλονται σε διαφορές στην πραγματική στάθμη της θάλασσας, ενώ άλλες οφείλονται σε κάθετες κινήσεις της γης. Στην Ευρώπη, για παράδειγμα, παρατηρείται σημαντική διακύμανση επειδή ορισμένες χερσαίες περιοχές ανυψώνονται ενώ άλλες βυθίζονται. Από το 1970, οι περισσότεροι σταθμοί μέτρησης της παλίρροιας έχουν καταγράψει υψηλότερες τιμές, αλλά η στάθμη της θάλασσας κατά μήκος της βόρειας Βαλτικής Θάλασσας έχει μειωθεί λόγω της μεταπαγετώδους ανόδου.

Επιπτώσεις 

Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας τόσο μεσοπρόθεσμα όσο και μακροπρόθεσμα αναμένεται να έχει δυσμενή αποτελέσματα ιδίως στα παράκτια συστήματα. Οι επιπτώσεις αυτές περιλαμβάνουν την αυξημένη διάβρωση των παράκτιων περιοχών, μεγαλύτερες πλημμύρες μετά τις θύελλες, αναστολή των πρωτογενών διαδικασιών παραγωγής, πιο εκτεταμένες παράκτιες πλημμύρες, αλλαγές στην ποιότητα των επιφανειακών υδάτων και στα χαρακτηριστικά των υπόγειων υδάτων, αυξημένη απώλεια ιδιοκτησίας και παράκτιων οικοτόπων, αυξημένο κίνδυνο πλημμύρας και πιθανή απώλεια ζωών, απώλεια άυλων πολιτιστικών πόρων και αξιών, επιπτώσεις στη γεωργία και στην υδατοκαλλιέργεια μέσω της υποβάθμισης της ποιότητας του εδάφους και των υδάτων, και απώλεια του τουρισμού, της αναψυχής και των λειτουργιών της μεταφοράς. Πολλές από αυτές τις επιπτώσεις θα είναι επιζήμιες. Λόγω της μεγάλης ποικιλίας των παράκτιων περιβαλλόντων, των περιφερειακών και των τοπικών διαφορών στην προβλεπόμενη σχετική στάθμη της θάλασσας και την κλιματική αλλαγή, και των διαφορών στην ανθεκτικότητα και στην προσαρμοστική ικανότητα των οικοσυστημάτων, τομέων και χωρών, οι επιπτώσεις θα είναι ευμετάβλητες σε χρόνο και χώρο. Το δέλτα των ποταμών στην Αφρική και στην Ασία και στα μικρά νησιωτικά κράτη είναι ιδιαίτερα ευάλωτα στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας.

Σε παγκόσμιο επίπεδο δεκάδες εκατομμύρια άνθρωποι θα εκτοπιστούν τις τελευταίες δεκαετίες του αιώνα, εάν τα αέρια του θερμοκηπίου δεν μειωθούν δραστικά. Επειδή πολλές παράκτιες περιοχές έχουν μεγάλη αύξηση του πληθυσμού, περισσότερα άτομα θα κινδυνεύουν από την αύξηση της στάθμης της θάλασσας. Η θάλασσα που ανεβαίνει ενέχει τόσο άμεσο κίνδυνο για τα μη προστατευόμενα σπίτια που μπορεί να πλημμυρίσουν, όσο και έμμεσες απειλές για υψηλότερες θύελλες, τσουνάμι και παλίρροιες. Η Ασία έχει τον μεγαλύτερο πληθυσμό που κινδυνεύει από την αύξηση αυτή, με χώρες όπως το Μπαγκλαντές, η Κίνα, η Ινδία, η Ινδονησία και το Βιετνάμ να έχουν πολύ πυκνοκατοικημένες παράκτιες περιοχές. Οι επιπτώσεις του εκτοπισμού εξαρτώνται από το πόσο επιτυχημένες θα είναι οι κυβερνήσεις στην εφαρμογή αντιμετώπισης της αυξανόμενης στάθμης της θάλασσας, με ανησυχίες για τις φτωχότερες χώρες, όπως οι χώρες της Σαχάρας και τα νησιωτικά κράτη.

Το 2019, ο αριθμός των ανθρώπων που επλήγησαν από την άνοδο της στάθμης της θάλασσας κατά τη διάρκεια του 21ου αιώνα ήταν τρεις φορές υψηλότερος από τον προηγούμενο αιώνα. Μέχρι το έτος 2050, συνολικά 150 εκατομμύρια υπολογίζεται ότι θα βρίσκονται κάτω από την υδάτινη γραμμή κατά τη διάρκεια της παλίρροιας και 300 εκατομμύρια θα ζουν σε ζώνες με πλημμύρες κάθε χρόνο. Μέχρι το έτος 2100, αυτοί οι αριθμοί θα διαφέρουν έντονα ανάλογα με τις εκπομπές των αερίων του θερμοκηπίου. Σε ένα σενάριο χαμηλών εκπομπών, 140 εκατομμύρια θα είναι κάτω από το νερό κατά τη διάρκεια της παλίρροιας και 280 εκατομμύρια θα πλημμυρίζουν κάθε χρόνο. Στο σενάριο υψηλών εκπομπών, οι αριθμοί θα φτάνουν τα 540 εκατομμύρια και τα 640 εκατομμύρια αντίστοιχα. Το 70% των ανθρώπων αυτών θα προέρχεται από οκτώ χώρες της Ασίας: Κίνα, Μπαγκλαντές, Ινδία, Ινδονησία, Ταϊλάνδη, Βιετνάμ, Ιαπωνία, και Φιλιππίνες.

Μια ανασκόπηση 33 μελετών που δημοσιεύθηκε το 2020 διαπίστωσε ότι «οι περισσότερες εκτιμήσεις για τον παγκόσμιο πληθυσμό είναι της τάξης των δεκάδων ή εκατοντάδων εκατομμυρίων ανθρώπων που βρίσκονται εκτεθειμένοι σε παράκτιες πλημμύρες σε διαφορετικές χρονικές περιόδους και σενάρια» λόγω της αύξησης της στάθμης της θάλασσας.

Παραπομπές 

Ωκεανογραφία
Κλιματική αλλαγή
Στάθμη της θάλασσας