Genom att använda nyupptäckta arkivmätningar för att konstruera ett instrumentellt register över vattennivåer och stormvatten i Boston sedan 1825, forskare rapporterar idag att den lokala genomsnittliga relativa havsnivån steg med nästan en fot (0,28 meter) under de senaste 200 åren, med den största ökningen sedan 1920. Arbetet belyser också tidvatten och deras betydande effekt på översvämningar i staden.
Skriver i Journal of Geophysical Research—Oceans , geovetaren Jonathan Woodruff vid University of Massachusetts Amherst, första författare Stefan Talke från Portland State University, Oregon, och Andrew Kemp från Tufts University säger att deras utvärdering av stormhändelser sedan 1825 tyder på att förändringar i översvämningsrisken drivs av relativ havsnivåhöjning och tidvattentrender.
Prata, vars forskning fokuserar på vattenflöde, med kustgeologen Woodruff och havsnivåspecialisten Kemp, rapportera om återhämtningen, datarekonstruktion, digitalisering, kvalitetssäkring och analys av totalt 50 år av tidvattenrekord före 1920 från Boston Harbor som hittats i dokumentärarkiv vid Harvard University och MIT, bland andra källor. Som Talke förklarar, "Vi återfann 50 år av instrumentell data mellan 1825 och 1920, men det finns några luckor, till exempel, 1834-1846, 1877-1896 och 1912-1920."
Woodruff säger, "Det är ett stort värde för vilken storstad som helst att förlänga det historiska rekordet tillbaka så här eftersom det är verkligen svårt att komma med en korrekt uppskattning av en 100-årig storm baserat på bara några decennier av data." En 100-årig storm hänvisar till en händelse som statistiskt sett har en procents chans att inträffa varje år. "Vårt arbete hjälper också till att visa vikten av att inte bara höja havsnivån, men förändringar i extrema tidvatten som driver förändringar i översvämningsfrekvens för en stad som Boston."
Författarna använde dagliga vattennivådata mestadels från den inre delen av Boston Harbor vid mätare inom cirka 2 miles (3 km) från varandra, plus arkivanteckningar, korrespondens och andra rapporter. "När det kombineras med tillgängliga NOAA-mätningar sedan 1921, dessa register spänner över perioden 1825-2018 för att bilda det längsta kända vattennivårekordet utanför nordvästra Europa, " säger Talke. De noterar också att i Boston, havsnivåhöjning är en kombination av klimatförändringar och landförsjunkning via processer kopplade till den senaste nedisningen.
Woodruff påpekar, "Folk har vetat att tidvatten är viktigt i Boston, men vår forskning betonar verkligen det. Det är inte bara stormarna som orsakar översvämningar. Det är stormen som slår till under ett extremt högvatten som gör det. Du kan inte få rekordstora översvämningar i Boston utan det, vilket gör tiderna när Boston är känsligt för översvämningar lite mer förutsägbara. Detta gäller inte bara på månatliga och årliga tidsskalor utan också på dekadalskalan."
Han fortsätter med att förklara, "De astronomiska influenserna på tidvatten kan vara lite förvirrande, men vår forskning visar att långsamma förändringar i månens bana runt jorden i förhållande till jordens bana runt solen resulterar i att högvatten ökar och minskar under en 18,6-årig cykel."
Detta innebär att extremt högvatten kan vara så mycket som fyra tum högre vid höjdpunkten i denna cykel jämfört med dess lågpunkt, han lägger till. "Just nu, vi har precis passerat toppen, så oddsen är större för att få rekordhögvatten. Under 2020-talet kommer de att svänga tillbaka till att vara något lägre, sedan tillbaka högre på 2030-talet. Så på 2020-talet, naturen arbetar med oss, men på 2030-talet kommer det att arbeta emot oss. Vi går mot ett decennium där översvämningar är något mindre sannolikt. Det betyder att vi har en möjlighet att vara förberedda på 2030-talet när översvämningar i samband med tidvatten blir mer sannolika."
Woodruff och kollegor pekar också på höjning av havsnivån som en viktig drivkraft för ökad översvämningsfrekvens. De minns att i januari och mars 2018, två extratropiska cykloner orsakade översvämningar i Boston-området, som var de första respektive tredje högsta uppmätta vattenstånden sedan minst 1800, och förmodligen tillbaka till 1700.
"Det har förekommit högre stormfloder och tidvatten före vintern 2018, "påpekar de, "men havsnivåhöjningen resulterade i att händelserna under vintern 2018 sannolikt hade de högsta dokumenterade vattennivåerna som gick ända tillbaka till början av den europeiska koloniseringen."
Den 4 januari och 2 mars, 2018 års händelser var de fjärde och åttonde största "storm tidvatten" som registrerats sedan 1825, där ett stormvatten definieras som summan av det förutsagda astronomiska tidvattnet och storminducerad våg, Woodruff och kollegor noterar. Historiska stormflodshändelser större än 4 januari, 2018 års evenemang inkluderar Blizzard 1978, den berömda Minot's Ledge Storm i april 1851 och julstormen i december 1909.
Prata anteckningar, "Intressant, alla toppstormar har praktiskt taget samma typologi - stora springvatten nära två meter och en stormflod på runt en meter." Woodruff och Kemp påpekar också att arkiv över tidvatten erbjuder ett av de bästa sätten att identifiera tidigare förändringar av de tre viktigaste komponenterna som driver förändringar i extrema vattennivåer till platser som Boston:långvarig havsnivåhöjning, tidvattentrender och stormaktivitet.
Woodruff säger, "En hel del oro läggs ibland på förändringar i stormaktivitet men för Boston, förändringar i havsnivån och tidvattentrender verkar vara de viktigaste faktorerna som driver förändringar i översvämningsfrekvensen till staden."
