Jak działalność człowieka zmienia poziom mórz i zwiększa ryzyko wystąpienia powodzi?

Zdjęcie: działalność człowieka

Wzrost poziomu mórz jest jednym z najbardziej widocznych skutków zmiany klimatu, zwiększającym ryzyko zalewania wybrzeży. Dotychczas trudno było dokładnie określić, jaka część tego zagrożenia wynika bezpośrednio z działalności człowieka, a jaka jest od niego niezależna. Autorzy opublikowanego w Science Advances badania postanowili to sprawdzić, analizując dane z setek stacji pływowych rozmieszczonych na całym świecie.

Jak prowadzono badania?

Głównym celem prac badawczych było ustalenie, w jakim stopniu antropogeniczne efekty zmiany klimatu odpowiadają za wzrost poziomu mórz oraz za coraz częstsze występowanie ekstremalnych poziomów wody (Extreme Water Levels, EWL), które zwiększają ryzyko występowania powodzi przybrzeżnych.

Zespół naukowców pod kierownictwem Daniela M. Gilforda z Climate Central w Princeton, USA, przeanalizował dane z 519 stacji mierzących poziom morza na świecie. Dla 279 lokalizacji pozyskano zapisy na tyle szczegółowe, iż pozwoliły ocenić zmiany liczby dni z ekstremalnie wysokim poziomem wody.

Badacze zastosowali dwa niezależne podejścia. Pierwsze opierało się na analizie bilansu zmian poziomu morza, uwzględniającej rozszerzalność cieplną oceanów, topnienie lodowców górskich oraz utratę masy lądolodów Grenlandii i Antarktydy. Drugie podejście wykorzystało modele półempiryczne, łączące temperaturę globalną z tempem wzrostu poziomu mórz.

W rezultacie możliwe było oszacowanie, jaka część obserwowanych zmian nie wydarzyłaby się bez wyemitowanych w efekcie działalności człowieka gazów cieplarnianych.

Większość wzrostu poziomu mórz jest skutkiem działalności człowieka

Wyniki pokazują, iż wpływ człowieka na globalny wzrost poziomu mórz jest dominujący. W zależności od przyjętego scenariusza badacze oszacowali, iż od roku 1900 do 2018 działalność człowieka odpowiadała za wzrost globalnego poziomu mórz o 119–194 mm. Stanowi to od 57 do 93 proc. całkowitego zaobserwowanego wzrostu, który wyniósł około 209 mm.

Alternatywna metoda modelowa wskazała, iż średnio 69 proc. wzrostu poziomu mórz można przypisać wpływom antropogenicznym, przy zakresie wynoszącym od 45 do 94 proc. Autorzy podkreślają, iż są to wartości wyższe od wielu wcześniejszych szacunków, co wynika przede wszystkim z uważniejszego podejścia do kwestii wpływu topnienia lodowców na poziom wody w oceanach.

Zmiany są widoczne niemal wszędzie

Jednym z najważniejszych wniosków z badania jest powszechność analizowanego zjawiska. choćby w najbardziej ostrożnym scenariuszu dodatni wpływ działalności człowieka na poziom morza odnotowano na 97 proc. analizowanych stacji pomiarowych.

Największy antropogeniczny wzrost poziomu morza zaobserwowano w południowej części Oceanu Indyjskiego i Pacyfiku. Najmniejsze wartości występowały natomiast na wysokich szerokościach geograficznych półkuli północnej.

Co istotne, badanie wykazało, iż nie wszystkie lokalne trendy wzrostu poziomu morza można automatycznie uznać za wywołane jedynie zmianą klimatu. W niektórych regionach istotne znaczenie mają również procesy geologiczne i oceanograficzne, które wpływają na lokalne warunki.

Co wywołuje wzrost poziomu morza?

Znaczenie poszczególnych czynników różni się w zależności od regionu świata. Dużą rolę we wzroście poziomu morza odgrywa topnienie lądolodu Grenlandii, co wpływa szczególnie silnie na południowy Atlantyk i północny Pacyfik.

Z kolei rozszerzalność cieplna oceanów – czyli zwiększanie objętości wody wraz ze wzrostem temperatury – odpowiada średnio za 32 proc. całkowitego antropogenicznego wzrostu poziomu morza na świecie. Jej znaczenie jest szczególnie duże u wybrzeży Ameryki Południowej oraz na wysokich szerokościach geograficznych półkuli północnej.

Badacze wskazują również na wyjątki. W Sitce na Alasce poziom morza obniża się wskutek procesów związanych z topnieniem pobliskich lodowców. Pokazuje to, iż wpływ człowieka może prowadzić lokalnie zarówno do wzrostu, jak i do spadku poziomu morza.

Ekstremalne poziomy wody stają się nową normą

Najbardziej niepokojące wyniki dotyczą ekstremalnych poziomów wody. To właśnie one są bezpośrednio związane z zagrożeniem powodziowym.

Według jednego z testowanych scenariuszy działalność człowieka w latach 2000–2018 odpowiadała przeciętnie za 38–50 dodatkowych przypadków przekroczenia progów ekstremalnego poziomu wody na dekadę w analizowanej lokalizacji. Oznacza to, iż na każdej stacji pojawiało się średnio 4,6 dodatkowych dni rocznie z ekstremalnym poziomem wody wyłącznie z powodu antropogenicznego wzrostu poziomu morza.

W skali globalnej aż 60 proc. wszystkich przekroczeń progów ekstremalnego poziomu wody w latach 2000–2018 można było przypisać działalności człowieka. Wyniki modelowe dały bardzo podobny rezultat – 56 proc. takich zdarzeń miało źródło w antropogenicznym wzroście poziomu mórz.

W najbardziej dotkniętych zjawiskiem lokalizacjach liczba dodatkowych przekroczeń sięgała choćby 8,9 dnia rocznie.

Wpływ człowieka gwałtownie rośnie

Analiza zmian w czasie pokazuje wyraźny trend. Od lat 50. XX w. udział działalności człowieka w występowaniu ekstremalnych poziomów wody systematycznie wzrasta. Według analiz modelowych w latach 50. zmianom klimatu wywołanym przez człowieka można było przypisać mniej niż 15 proc. takich zdarzeń. W latach 10. XXI w. odsetek ten przekroczył 45 proc.

Jeszcze bardziej wymowny jest fakt, iż przeciętna liczba dni z antropogenicznie wywołanymi ekstremalnymi poziomami wody była w latach 2000–2018 aż 2,8 razy większa niż w okresie 1970–1989.

W wielu częściach świata – między innymi wzdłuż wschodniego wybrzeża USA i w południowo-wschodniej części Pacyfiku – liczba takich zdarzeń była choćby 5–10 razy większa niż kilka dekad wcześniej.

Co oznaczają wyniki badania?

Autorzy dochodzą do jednoznacznego wniosku: antropogeniczny wzrost poziomu mórz stał się w tej chwili głównym czynnikiem odpowiedzialnym za ekstremalne poziomy wody obserwowane na światowych wybrzeżach.

Łącząc wyniki obu zastosowanych metod, badacze szacują, iż działalność człowieka odpowiadała za co najmniej 58 proc. wszystkich przypadków przekroczenia progów ekstremalnego poziomu wody w ciągu ostatnich dwóch dekad.

Zdaniem autorów ślad zmiany klimatu w ryzyku występowania powodzi przybrzeżnych jest dziś wyraźny i łatwy do wykrycia. Rosnąca liczba ekstremalnych poziomów wody oznacza coraz częściej pojawiające się zagrożenie dla mieszkańców wybrzeży, lokalnej infrastruktury i gospodarki.

Badanie dostarcza również narzędzi umożliwiających ocenienie, czy konkretne powodzie lub szkody wystąpiłyby bez wpływu człowieka na klimat. Może to mieć znaczenie nie tylko dla planowania ochrony wybrzeży, ale także dla przyszłych analiz strat i odpowiedzialności za skutki zmiany klimatu.

Źródło:

Daniel M. Gilford et al., Human-caused sea level rise drives 21st-century worldwide water level extremes.Sci. Adv.12,eadz3595(2026).DOI:10.1126/sciadv.adz3595