Forskare vid William &Mary's Virginia Institute of Marine Science lanserar nya webbaserade "rapportkort" för att övervaka och förutsäga förändringar i havsnivån på 32 orter längs den amerikanska kusten från Maine till Alaska. De planerar att uppdatera rapportkorten i januari varje år, med prognoser fram till år 2050.

Projektledaren, VIMS emeritusprofessor John Boon, säger att rapportkorten är designade för att ge mervärde genom att tillhandahålla havsnivåuppdateringar som är mer frekventa och lokaliserade än de som genereras av NOAA eller andra vetenskapliga organ. Boon och kollegor använder också ett statistiskt tillvägagångssätt som innehåller bevis för den senaste tidens acceleration i hastigheten av havsnivåförändringar vid många amerikanska tidvattenmätningsstationer.

Boon och hans team betonar dessutom deras användning av relativa havsnivåmätningar - förändringar i vattennivån i förhållande till landytan där människor bor och arbetar - snarare än de absoluta havsnivåmått som används i många globala modeller och förutsägelser. Den relativa havsnivåhöjningen i Virginia och andra öst- och golfkustområden beror på både stigande vatten och sjunkande land.

Med Boon på projektet är Ph.D. student Molly Mitchell och VIMS-forskaren Derek Loftis. Mitchell är huvudförfattare till 2012 års havsnivårapport som begärdes av Virginias generalförsamling, medan Loftis hjälper till att regissera StormSense, ett projekt för att övervaka och modellera kustnära översvämningar i och runt Hampton Roads. Boon skapade VIMS populära Tidewatch-nätverk och har bokstavligen skrivit boken om analys av tidvatten och tidvattenströmmar.

Värdet av en årlig, lokaliserat rapportkort

Eftersom långvariga förändringar i havsnivån är inkrementella till sin natur - vanligtvis några millimeter per år - har forskare traditionellt sett inte haft något behov av att utfärda frekventa prognoser om havsnivåförändringar. Dessutom, många havsnivåprojektioner är globala i omfattning, med en prognoshorisont på 2100—tillräckligt långt bort för att möjliggöra lätt urskiljbar linjär förändring. Således IPCC:s ofta rapporterade förutsägelse om 65 centimeter (2,1 fot) global havsnivåhöjning i slutet av århundradet.

VIMS-teamet har målmedvetet tagit ett mer lokaliserat och lägligt tillvägagångssätt, en designad för att ge maximalt värde för kustbor, företag, och statliga myndigheter.

säger Boon, "Våra rapportkort visar vad havsnivån har gjort den senaste tiden, vad som händer nu på din ort. Flera studier visar att lokala priser för höjning och acceleration av havsnivån skiljer sig väsentligt från de globala priserna som publicerats av IPCC och NOAA – ett nyckelresultat eftersom lokala priser för relativ havsnivåhöjning ger en direkt indikation på i vilken utsträckning bostäder, byggnader, och vägarna riskerar att översvämmas."

Teamets beslut att använda en delmängd av tillgänglig tidvattenmätningsdata strider mot det traditionella tillvägagångssättet som tagits av forskare vid NOAA, byrån som driver landets officiella nätverk av tidvattenstationer.

"NOAA bör berömmas för deras omsorg för att säkerställa kontinuiteten, konsistens, och tillgängligheten av landets långsiktiga tidvattendatauppsättningar, " säger Boon. "Men samtidigt, en längre skiva är inte alltid bättre, speciellt när det finns bevis för de senaste icke-linjära förändringarna i hastigheten för havsnivåhöjningen som vi ser längs den amerikanska östkusten."

En tidigare analys av Boon visade att denna icke-linjära förändring eller acceleration började 1987, i mitten av ett 36-årigt glidande fönster som började 1969 – vilket satte startdatumet för VIMS-rapportkorten. Detta är årtionden efter att många amerikanska tidvattenmätningsstationer började fungera.

Mitchell förklarar vidare, "Om du passerar en tröskel i form av något som höjning av havsnivån, det som kom innan - säg en tidvattenmätare som började 1900 - är partisk när det gäller att se vart du är på väg. Vi tror att inlandsisarna smälter snabbare idag än de någonsin har gjort tidigare, och om det är sant kommer de föregående 90 årens data inte att förutsäga framtiden exakt."

Skillnaden mellan de linjära hastigheterna som används i NOAA:s havsnivåprognoser och de icke-linjära, accelererande hastigheter som används i VIMS rapportkort är mycket mer än en statistisk subtilitet – det leder till kraftigt olika prognoser för vår framtid på havsnivån.

Ett bra exempel finns i VIMS bakgård, med hjälp av data från NOAA:s Sewells Point tidvattenmätare i Norfolk, Virginia. Att förlänga NOAA:s linjära havsnivåprojektioner till mitten av seklet indikerar att havsnivån här kommer att vara 0,29 meter (11,42 tum) högre år 2050, medan VIMS-prognosen använder en icke-linjär, accelerationshastighet - är 0,49 meter, eller 19,3 tum. Att extra 20 centimeter (8") havsnivåhöjning skulle få stora konsekvenser för den låglänta regionen.

VIMS-teamet varnar dessutom för att havsnivån sannolikt kommer att uppleva kortsiktiga variationer i framtiden precis som det gör idag. Således, kustnära invånare och planerare i Virginia och andra områden som sannolikt kommer att uppleva betydande höjningar av havsnivån till 2050 måste också ta hänsyn till stormfloder och andra övergående krafter som höjer havsnivån ännu högre än det beräknade genomsnittliga höjningsvärdet.

Anatomi av ett havsnivårapportkort

VIMS havsnivårapportkort har tre komponenter:projiceringen av havsnivåhöjden till år 2050, en visning av de senaste trenderna i takten för förändringar i havsnivån, och en förklaring av processer som påverkar havsnivån på varje ort.

Rapportkortets webbplats, http://www.vims.edu/sealevelreportcard, förklarar data och statistiska tillvägagångssätt som används i 2050-prognoserna.

The trend charts help users keep track of changes in the rate of sea-level rise and acceleration at each locality (or sea-level fall and deceleration in some places)—as these will very likely change from year-to-year due to hurricanes and other short-term weather events, as well as longer-term, decade-scale processes such as the El Niño-Southern Oscillation or the North Atlantic Oscillation. A projection to 2050 made during an upturn in a decadal signal will be higher than it would be if the decadal signal was nearing or at a low.

The final report card component explains for each locality and region (U.S. East, Gulf, or West coast) the long-term processes that force changes in the mass, volym, and regional distribution of seawater; changes in shoreline elevation; eller båda. Complex interactions among these processes can lead to significant differences in sea-level trends in different regions, or in some cases at localities relatively near each other. Alternativt these interactions can result in similar sea-level trends in areas that lie far apart.

Full details of VIMS' Sea-Level Report Cards are provided in an accompanying technical report— Anthropocene Sea Level Change:A History of Recent Trends Observed in the U.S. East, Gulf &West Coast Regions—available through the Hargis Library at VIMS. The report also provides management recommendations. The team plans to add these to their report cards in the near future.

Anthropocene—from the Greek "anthropo" (human) and "cene" (recent)—is a newly coined term that recognizes a growing view among scientists that humanity's influence on Earth's environmental processes warrants adding a new epoch to the geologic time scale. If formally adopted, the term would supersede the current Holocene epoch, which began about 12, 000 years ago with the melting of the Pleistocene ice sheets.

"The Anthropocene is a time of rapid change when we should really be keeping a close eye on sea level, " says Boon.