Obecne techniki umożliwiają określanie zmian poziomu morza w obszarach przybrzeżnych z dokładnością do milimetra na rok, nawet jeśli morze jest pokryte lodem. Uczeni korzystając z nowych metod wzięli na cel Morze Bałtyckie. Rezultaty ich analiz pokazują, że w latach 1995-2019 poziom morza rósł w tempie 2-3 mm na południu, wzdłuż wybrzeży Niemiec i Danii i nawet do 6 mm na północnym-wschodzie, w Zatoce Botnickiej.
Dla setek milionów ludzi żyjących w regionach przybrzeżnych na całym świecie podnoszące się wody spowodowane zmianami klimatycznymi stanowią bezpośrednie zagrożenie. Aby władze mogły zaplanować odpowiednie strategie ochrony, konieczne są dokładne informacje o podnoszeniu się poziomu morza w pobliżu wybrzeża. I takie dane opublikowała właśnie Europejska Agencja Kosmiczna.
Ponieważ nasza atmosfera i oceany nadal się ocieplają z powodu zmian klimatycznych, poziom mórz prawdopodobnie będzie się podnosił przez wiele nadchodzących dziesięcioleci. Raport działającego przy ONZ Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) z 2019 r. przedstawia poważny obraz problemów, z którymi borykamy się z powodu wzrostu poziomu mórz. Według raportu, do końca tego stulecia średni globalny poziom mórz prawdopodobnie wzrośnie między 0,29 a 1,1 m. To najgorsza prognoza wzrostu poziomu morza, jaką kiedykolwiek przedstawił IPCC.
Od początku lat 90. satelity z wysokościomierzami radarowymi nieustannie wpatrują się w morza i oceany. Obserwacje te pokazują, że średni globalny poziom mórz co roku podnosi się średnio o nieco ponad 3 mm. Jednak tempo podnoszenia się poziomu wód z każdym rokiem wzrasta, choć nie wszędzie jest takie same. Na przykład wzdłuż wybrzeży wzrost poziomu morza może przekroczyć globalną średnią ze względu na złożoną dynamikę wód będących bliżej lądu.
Dziesiątki najnowocześniejszych satelitów dostarcza niezbędnych danych do śledzenia wzrostu poziomu morza na otwartym oceanie, jednak mapowanie wzrostu w pobliżu linii brzegowej jest trudniejsze. Dzieje się tak, ponieważ góry, zatoki i przybrzeżne wyspy zniekształcają sygnał radarowy, który jest odbijany z powrotem do satelity. Innym problemem jest to, że lód morski, który zimą pokrywa część oceanów, jest nieprzenikalny dla radarów.
- Aby chronić ludzi i infrastrukturę – na przykład poprzez budowę konstrukcji przeciwpowodziowych, zabezpieczenie portów lub podwyższenie wałów – potrzebujemy wiarygodnych prognoz dotyczących trendów podnoszenia się poziomów mórz i oceanów – powiedział Florian Seitz, dyrektor Niemieckiego Instytutu Badań Geodezyjnych na Uniwersytecie Technicznym w Monachium.
W ramach projektu ESA Earth Observation Science for Society Baltic Sea Level (Baltic SEAL) zespół naukowców z Uniwersytetu Technicznego w Monachium współpracował z międzynarodowymi partnerami w celu opracowania algorytmów do przetwarzania danych pomiarowych z szeregu wysokościomierzy satelitarnych w celu uzyskania precyzyjnych danych zmian poziomu morza w obszarach przybrzeżnych oraz pokrytych lodem.
Jako region modelowy naukowcy wybrali Morze Bałtyckie. - Dane z tego regionu są szczególnie przydatne do opracowywania nowych metod, ponieważ w tym przypadku wiele czynników utrudnia analizę. Są to takie czynniki jak złożony kształt linii brzegowej, lód morski i wiatr. Jednocześnie istnieje wiele lokalnych pomiarów poziomu morza, które potwierdzają nasze wyniki – powiedział kierownik projektu Marcello Passaro. - Metodę analityczną, która sprawdza się na Morzu Bałtyckim, można łatwo dostosować do innych regionów – dodał.
Aby obsłużyć setki milionów pomiarów radarowych wykonanych w latach 1995-2019 z misji satelitarnych, zespół opracował wieloetapowy proces. W pierwszym kroku skalibrowali pomiary z różnych misji satelitarnych, aby można je było połączyć. Dzięki specjalnie opracowanym algorytmom byli w stanie wykryć sygnały z pokrytej lodem wody morskiej w odbiciach radarowych wytwarzanych wzdłuż pęknięć i szczelin. Umożliwiło to określenie poziomu morza w miesiącach zimowych. Dzięki nowym metodom obliczeniowym uzyskali również lepszą rozdzielczość ech radarowych w pobliżu lądu.
Dzięki temu możliwe jest obecnie mierzenie poziomu morza w obszarach przybrzeżnych i porównywanie wyników z lokalnymi zapisami dotyczącymi pływów. Przetworzone dane zostały następnie dopasowane do drobnej siatki o rozdzielczości 6–7 km za pomocą algorytmu opracowanego przez zespół. Rezultatem jest bardzo precyzyjny zbiór danych obejmujący cały region Morza Bałtyckiego.
Dane pokazują, że w latach 1995-2019 poziom Bałtyku podnosił się w tempie 2-3 mm rocznie na południu, wzdłuż wybrzeży Niemiec i Danii. Jednak na północnym krańcu morza, w Zatoce Botnickiej tempo było wyższe i wynosiło 6mm. Przyczyną tych rozbieżności, jak wskazują naukowcy, są silne wiatry południowo-zachodnie, które kierują wody na północ i wschód. Ten ponadprzeciętny wzrost poziomu morza nie stanowi jednak zagrożenia dla mieszkańców wybrzeża, gdyż od końca ostatniej epoki lodowcowej ląd podnosi się tu nawet o 1 cm rocznie w wyniku ruchów izostatycznych.
fot. TUM/ESA
Naukowcy stworzyli również obszerny zestaw danych dla regionu Morza Północnego. Poziom morza podnosi się tam rocznie o 2,6 mm, a w Zatoce Niemieckiej o 3,2 mm.
- Dzięki tym danym naukowcy mogą na przykład zweryfikować swoje modele klimatyczne, a władze publiczne mogą zaplanować odpowiednie środki ochronne – mówi dr Seitz.
- Projekt Baltic SEAL przyniósł doskonałe wyniki, pokazując wartość obrazowania Ziemi dla społeczeństwa. Ten nowy sposób przetwarzania danych z radaru satelitarnego naprawdę pomoże władzom w podjęciu odpowiednich środków w celu ochrony obywateli i infrastruktury przed podnoszeniem się poziomu morza. Z niecierpliwością czekamy również na dane w wysokiej rozdzielczości, które będą pochodzić z nowej misji Copernicus Sentinel-6, która obiecuje również zmapować wysokość powierzchni morza w pobliżu linii brzegowej, przy użyciu nowego algorytmu przetwarzania danych - zaznaczył Jérôme Benveniste z ESA.
Źródło: ESA
