Mönstret för ojämn havsnivåhöjning under det senaste kvartsseklet har delvis drivits av klimatförändringar som orsakats av människor, inte bara naturlig variation, enligt en ny studie.

Resultaten tyder på att regioner i världen där havet har stigit högre än genomsnittet - inklusive USA:s östra kust och Mexikanska golfen - kan förvänta sig att trenden kommer att fortsätta när klimatet värms.

Studien, publicerad idag i Förfaranden från National Academy of Sciences , författades av forskarna John Fasullo vid National Center for Atmospheric Research (NCAR) och Steve Nerem vid University of Colorado Boulder.

"Genom att veta att klimatförändringar spelar en roll för att skapa dessa regionala mönster, vi kan vara mer säkra på att samma mönster kan dröja kvar eller till och med intensifieras i framtiden om klimatförändringarna fortsätter oförminskat, "Fasullo sa." Med havsnivån beräknad stiga ett par fot eller mer i århundradet i genomsnitt, information om förväntade regionala skillnader kan vara avgörande för kustsamhällen när de förbereder sig. "

Forskningen finansierades av National Science Foundation, som är NCAR:s sponsor, NASA Sea Level Change Team, och det amerikanska energidepartementet.

Att hitta signalen om klimatförändringar

För studien, Fasullo och Nerem, båda medlemmarna i NASA Sea Level Change Team, analyserade satellit altimetri havsnivå rekord, som inkluderar mätningar av havsytans höjder som sträcker sig tillbaka till 1993. De kartlade den globala genomsnittliga havsnivåhöjningen samt hur vissa regioner avvek från genomsnittet.

Till exempel, haven runt Antarktis och USA:s västkust har haft en lägre havsnivå än genomsnittet, medan USA:s östkust och Sydostasien, inklusive Filippinerna och Indonesien, har upplevt motsatsen. I vissa delar av världen, takten för lokal havsnivåhöjning har varit så mycket som dubbelt genomsnittet.

Regionala skillnader i havsnivåhöjning påverkas av var värme lagras i havet (eftersom varmt vatten expanderar för att fylla mer utrymme än kallt vatten) och hur den värmen transporteras runt jorden genom strömmar och vind. Ojämn havsnivåhöjning påverkas också av isark, som förlorar massa när de smälter och flyttar gravitationskrafterna som påverkar den regionala havsytans höjd.

Naturliga förändringar i havscykler - inklusive Pacific Decadal Oscillation, ett mönster av havsytemperaturer som liknar El Niño men som håller längre - är därför kända för att påverka havsnivån. Så forskare blev inte förvånade över att upptäcka att när havet stiger, den stiger ojämnt. Men det har varit svårt att säga om dessa naturliga cykler var det dominerande inflytandet på regionala skillnader.

För att undersöka klimatförändringarnas roll, forskarna vände sig till två uppsättningar av klimatmodellkörningar, känd som "stora ensembler":ett skapat med hjälp av NCAR-baserad Community Earth System Model och ett skapat med Earth System Model vid National Oceanic and Atmospheric Administration. Dessa stora ensembler - många modellsimuleringar av samma modell, som beskriver samma tidsperiod - låta forskare ta bort den naturliga variationen från klimatförändringens effekter. Med tillräckligt med körningar, dessa effekter kan isoleras även om de är relativt små jämfört med effekterna från naturlig variation.

Klimatmodellerna tyder på att i regioner som har sett mer eller mindre havsnivåhöjning än genomsnittet, så mycket som hälften av den variationen kan hänföras till klimatförändringar. Forskarna fann också att effekterna av klimatförändringar på regional havsnivåhöjning ibland efterliknar effekterna av naturliga cykler.

"Det visar sig att havsnivåhöjningssvaret på klimatförändringar i Stilla havet liknar det som händer under en viss fas av Stillahavsområdets oscillation, "Fasullo sa." Detta förklarar varför det har varit så svårt att avgöra hur mycket av mönstret som var naturligt eller inte, tills nu."

Förbättra prognoser

Forskningsresultaten har konsekvenser för lokala tjänstemän, som är intresserade av förbättrade prognoser för havsnivåhöjning för de områden de övervakar. Förr, prognosmakarna har varit tvungna att förlita sig på den globala förändringstakten - cirka 3 millimeter per år och accelererande - och kunskap om de ojämna regionala effekterna som är förknippade med fortsatt smältning av isskikten som täcker Grönland och Antarktis.

Resultaten lägger till möjligheten att de regionala mönstren för havsnivåhöjning kopplade till klimatförändringar också kan inkluderas, eftersom modellerna förutsäger att de regionala mönstren som observeras i satellitmätningarna kommer att fortsätta in i framtiden.

"Vi har nu ett nytt verktyg-långsiktiga satellithöjdmätare-som vi kan använda för att hjälpa intressenter som behöver information för specifika platser, "sa Nerem, en stipendiat vid Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences vid University of Colorado Boulder och professor i rymdteknik.