Глобальные океанские приливы

global ocean tides

Движения океанических приливов сегодня легко наблюдать, но отнюдь не просто интерпретировать. Если бы наша планета была лишена континентов, приливы представляли бы собой настоящие водные выпуклости размером с полушарие, которые перемещаются на запад вслед за Солнцем и Луной. Анимация в видео показывает приливы как сложную систему вращающихся волн, которые оказываются «запертыми» и имеют смешанные частоты. Волны могут свободно двигаться на запад без особых преград только в районах, окружающих Антарктиду. Однако и там наблюдается сложный узор: одни волны сходятся с севера, другие расходятся к северу или югу под антарктическими ледяными шельфами.

Можно заметить, что волны в основном вращаются против часовой стрелки в северной части Атлантического океана, при этом их амплитуда в центре океана невелика, а вдоль побережий, особенно у северо-западной Европы и Великобритании, становится более выраженной. В районе Новой Зеландии видны «запертые» волны, вращающиеся вокруг островов — это вызывает высокую воду с одной стороны и одновременно отлив с другой.

Спутники альтиметрии Topex/Poseidon и Jason были специально разработаны для сложных наблюдений и регистрации изменений уровня моря. Благодаря многолетнему терпеливому сбору данных учёные смогли с большей точностью анализировать сигналы из различных регионов океана с целью определения характеристик приливов. А благодаря почти совершенным знаниям о движении Солнца и Луны сегодня возможно предсказывать приливы в любой точке мира.

Примечание: данные, использованные для этой визуализации, охватывают немного больший временной интервал, чем обычные земные сутки. Высота приливов была намеренно увеличена, чтобы облегчить восприятие колебаний уровня моря в глобальном масштабе.

Источник: NASA’s Scientific Visualization Studio

Часто задаваемые вопросы

Обычно это определяется как «подъём поверхности моря, вызванный абсолютным глобальным повышением уровня океанов», но также может быть определено как «относительное повышение уровня моря по отношению к местной земной массе» (которая, в свою очередь, может либо опускаться, либо подниматься). Чаще всего это выражение связано с ожидаемыми изменениями уровня моря, вызванными парниковым эффектом (в результате глобального потепления).

Прежде всего, это Местный Средний Уровень Моря (МСУМ), который определяется как «высота моря относительно наземной точки отсчёта, усреднённая за достаточно продолжительный период времени (например, месяц или год) для сглаживания колебаний, вызванных волнами и приливами».

Однако необходимо учитывать вертикальные движения земной поверхности, которые могут быть того же порядка величины (мм/год), что и изменения уровня моря. Также следует помнить, что некоторые движения земной коры связаны с восстановлением изостатического равновесия мантии после таяния ледниковых покровов, завершившегося после последнего ледникового периода.

Изначально масса ледников «вдавливает» землю вниз, но по мере их таяния земля медленно возвращается к своей прежней высоте. Океанические течения и локальные температурные колебания также могут влиять на МСУМ.

Во-вторых, существуют эвстатические изменения, противоположные местным: это глобальные изменения уровня морей, вызванные изменением объёма отдельных океанических бассейнов или общего объёма океанской воды по всей планете.

Повышение уровня моря может происходить из-за:
(i) краткосрочных и периодических изменений (волн, приливов, штормовых нагонов, сезонных колебаний); (ii) краткосрочных геологических эффектов (просадки и землетрясений); (iii) долгосрочных изменений, вызванных перераспределением масс воды, термическим расширением и другими геологическими процессами; (iv) роста концентрации парниковых газов, вызванного глобальным потеплением, которое способствует как увеличению массы океанской воды, так и её тепловому расширению — оба процесса являются ключевыми причинами текущего и будущего повышения уровня моря.

Краткая история уровня моря:

  • За последние 130–140 тысяч лет уровень моря значительно колебался, иногда превышая 120 метров. Самым крупным и последним изменением стало повышение уровня после таяния ледников в конце последнего ледникового периода.
  • С I века до н.э. по 1800 год уровень моря оставался довольно стабильным.
  • Новое повышение началось в XIX веке и значительно ускорилось в начале XX века.
  • Сегодня, благодаря спутниковым альтиметрическим измерениям, с начала 1990-х годов зафиксирован рост уровня моря примерно на 3 мм в год. Почти наверняка этот темп увеличится в будущем.

В глобальном масштабе:

С 1870 по 2004 год средний уровень моря повысился на 195 мм и продолжает расти со скоростью около 3 мм в год. По оценкам, к 2100 году уровень моря поднимется в среднем на полметра по всему миру. Даже такое увеличение, на 50 см, может привести к уничтожению целых пляжей и значительной части береговой линии.

В локальном масштабе:

Для обитателей островов, особенно тех, которые находятся всего на 2–3 метра выше нынешнего уровня моря (например, Кирибати, Мальдивы, Тувалу), повышение уровня на 50 см может привести к затоплению и эрозии значительной части суши. Запасы пресной воды также могут быть сильно сокращены из-за проникновения солёной воды в подземные водоносные горизонты.

Однако, несмотря на важность этого риска для островных государств, гораздо большее число людей под угрозой — десятки миллионов жителей низменных прибрежных районов Южной Азии (например, побережья Шри-Ланки, Мьянмы, Пакистана и Индии). Такие районы, как дельта Нила или густонаселённые территории Бангладеш, могут в будущем быть полностью покинуты сотнями тысяч людей.

Особую опасность представляет собой сочетание повышения уровня моря с просадкой почвы — это усиливает относительное повышение уровня воды (пример — побережье Мексиканского залива в США). В других регионах эффект повышения уровня моря может быть ослаблен подъёмом земной поверхности. Например, Австралия поднимается примерно на 0,3–0,4 мм в год вследствие гляциоизостатического восстановления.

Повышение уровня моря станет более заметным как через экстремальные события, связанные с колебаниями уровня воды, так и, в меньшей степени, через постепенные изменения среднего уровня моря. Оно может всё чаще превышать экстремальные значения, даже если не будут зафиксированы серьёзные изменения в погодных условиях, традиционно считающихся «экстремальными» (например, интенсивные тропические циклоны). Это увеличение частоты экстремальных явлений уже было замечено в ряде регионов: хотя оно может зависеть от местных условий, те события, которые раньше происходили раз в 100 лет, к 2100 году могут происходить каждые несколько лет.

Таким образом, даже если в следующем столетии частота экстремальных погодных явлений не увеличится значительно или аномально, образ жизни миллионов людей всё равно может измениться или быть нарушен из-за прямых последствий повышения уровня моря. Чтобы приуменьшить значение текущих изменений уровня моря, часто сравнивают их с большими колебаниями уровня моря, происходившими в ледниковые периоды прошлого.

Человечество всегда адаптировалось к изменениям, исходя из предположения, что оно сможет адаптироваться и к будущим изменениям так же, как и в прошлом. Однако в прошлом жители районов, ставших непригодными для жизни из-за резких изменений уровня моря, могли легче переместиться со всем своим имуществом в более благоприятные регионы. Сегодня же это сделать значительно сложнее, поскольку крупная инфраструктура часто расположена очень близко к уровню моря (например, Нью-Йорк или Лондон), или в особенно уязвимых и плотно заселённых районах (например, Вьетнам или Бангладеш), где переселение становится практически невозможным или крайне затруднительным.

Физические последствия повышения уровня моря наиболее ярко выражаются в виде потери земель из-за наводнений (особенно в низинных районах), эрозии пляжей и скалистых берегов, проникновения солёной воды в подземные и поверхностные водоёмы, а также общего повышения уровня грунтовых вод, вызванного штормами.

sea level rise

Оценки числа людей, пострадавших от наводнений в прибрежных районах к 2080 году в результате повышения уровня моря с учётом различных социально-экономических сценариев и мер по защите населения. Источник: ЮНЕП (UNEP): Глобальные перспективы по льду и снегу.

Как правило, меры, принимаемые человеком для защиты своего жилища от возможного повышения уровня моря, могут на самом деле вызвать нежелательные эффекты — как на пляжи и водотоки, так и на окружающую среду в целом и общественное использование прибрежной зоны. Исторически владельцы земель и домов, расположенных на песчаных берегах, на протяжении десятилетий возводили различные виды стен, чтобы остановить эрозию.

Хотя такие сооружения действительно защищают имущество, они одновременно могут привести к исчезновению окружающих пляжей, которые на самом деле служат естественной защитой всей береговой линии и её экосистемы. Пляжи — это важный природный ресурс, способный приносить значительную прибыль благодаря туристам, интересующимся пляжным отдыхом и рыбалкой; они представляют собой ценный природный капитал, который не следует терять!

К сожалению, проседание грунта (субсиденция), вызванное уплотнением осадочных пород в результате антропогенной деятельности (так называемой «человеческой деятельности»), например из-за масштабного извлечения подземных вод и/или нефти, может значительно способствовать повышению уровня моря со всеми вытекающими последствиями.

Большинство негативных последствий для окружающей среды, связанных с повышением уровня моря, напрямую обусловлены именно деятельностью человека, в первую очередь в прибрежных районах (например, строительство плотин на реках), что снижает приток наносов в прибрежные зоны и, следовательно, увеличивает вероятность эрозии.

Уязвимость пресноводных ресурсов может усилиться как из-за чрезмерного использования подземных вод, так и из-за внезапного повышения уровня моря. Кроме того, разрушение естественных защитных структур побережья (например, дюн и мангровых лесов) в результате строительных или земляных работ может значительно усилить негативные последствия повышения уровня моря, поскольку такие природные элементы утрачивают свою защитную функцию.

Последнее значительное влияние на повышение уровня моря оказали изменение климата и глобальное потепление. Основной причиной глобального потепления (как доказано научными исследованиями) является рост концентрации парниковых газов в атмосфере, вызванный, в свою очередь, деятельностью человека. Таким образом, к сожалению, можно сказать, что причины повышения уровня моря тесно и главным образом связаны с антропогенной деятельностью. Чтобы свести к минимуму последствия изменения климата, человечество должно как можно скорее изменить свой образ жизни и значительно сократить выбросы парниковых газов.

Безусловно, да. Повышение уровня моря — это ключевой элемент, который помогает не только определить, но и лучше понять, описать и предсказать изменение климата в целом. К сожалению, в XX веке океаны поглотили более 80% тепла, вызвавшего потепление планеты. В XXI веке повышение уровня моря будет всё больше определяться тепловым расширением океанов (вызванным этим накопленным теплом) и таянием ледников и ледяных щитов. Особенно вызывает тревогу ускоряющаяся «фузия» ледников Антарктиды и Гренландии, которые в будущем, вероятно, станут основными факторами повышения уровня моря.

Из-за теплового расширения океанов уровень моря, вероятно, достигнет только половины предполагаемого уровня к 2500 году, если выбросы парниковых газов стабилизируются, начиная с сегодняшнего дня и до конца XXI века. Действовать немедленно — значит ограничить ущерб.

Негативное воздействие повышения уровня моря можно уменьшить, если одновременно снизить выбросы парниковых газов и вести более экологически устойчивый образ жизни — более решительно, чем раньше!

Глобальное потепление и связанное с ним повышение уровня моря обязательно должны быть должным образом учтены в будущем территориальном планировании, чтобы обеспечить адаптацию местных сообществ к последствиям, которые вызовет повышение уровня моря. Например: строительство «защитных стен» вдоль побережья и создание новых городских районов, но вдали от территорий, считающихся «зоной риска», должны постепенно становиться настоящими техническими/строительными принципами, обязательными для соблюдения.

В ожидании будущего повышения уровня моря государства, правительства, а в более широком смысле — сообщества (особенно прибрежные) и частные лица — владельцы домов и земельных участков, расположенных у моря, уже предпринимают меры, направленные на доставку песка на пляжи с целью отдаления угрозы морской эрозии. Частные собственники, например, укрепляют уже существующие сооружения, приподнимая их в низинных районах, чему способствует возможность получить более низкие страховые премии по риску затопления.

Прибрежные города должны внедрять политику, позволяющую населению перемещаться во внутренние районы в случае, если уровень моря резко повысится. Также верно, что некоторые государства уже запрещают строительство новых жилых домов в районах, которые могут быть подвержены эрозии в ближайшие 30–60 лет. Иными словами, начинается профилактика.

Сегодня, говоря конкретно о засолении питьевых водных ресурсов, почти все органы, отвечающие за управление водными ресурсами, необходимыми для борьбы с чрезмерным засолением, используют в засушливые периоды питьевую воду, накопленную в водохранилищах. Для борьбы с повышением уровня моря может оказаться полезным создание больших запасов питьевой воды в сезон дождей, чтобы в случае необходимости можно было распределять большее количество воды именно в засушливые периоды.

С другой стороны, другие проблемы, связанные с управлением водными ресурсами (например, предотвращение наводнений), могут усложнить сохранение воды для возможных засушливых и, возможно, более продолжительных периодов. Таким образом, становится понятно, что последствия изменения климата для местной гидрологии могут либо компенсировать, либо усугубить уровень солёности в результате повышения уровня моря.

Явления, связанные с повышением уровня моря, происходят в результате процессов, которые длятся многие годы. Это очень медленные процессы. Поэтому, если существует серьёзный риск повышения уровня моря, к его последствиям необходимо готовиться заранее. Единственным и наиболее эффективным действием в такой ситуации является так называемая «адаптация» — то есть предварительное планирование и подготовка, направленные на минимизацию потерь и ущерба, которые может вызвать повышение уровня моря.

Кроме «адаптации», можно и нужно также принимать меры, способные смягчить глобальное потепление и изменение климата, переводя их в национальную политику и более правильные образы жизни. К счастью, уже существуют различные просветительские проекты и меры, направленные на сокращение выбросов парниковых газов. Например, это проекты по переходу от ископаемого топлива к чистым альтернативным источникам энергии, внедрение систем теплоизоляции в жилых домах для снижения теплопотерь и, соответственно, потребления энергии, а также, более просто, ходьба пешком и использование электрического транспорта.

Да, существуют различные карты, которые могут информировать нас о степени воздействия повышения уровня моря на прибрежные зоны, например, карты наводнений, показывающие участки, которые окажутся постоянно ниже уровня моря при различных возможных сценариях повышения уровня моря. Если вам интересно, как выглядят такие карты, вы можете посетить веб-сайт http://flood.firetree.net/. С помощью этого инструмента можно выбрать определённый уровень повышения уровня моря, используя выпадающее меню в верхнем левом углу самой карты. Кнопками навигации можно перемещать, уменьшать или увеличивать масштаб карты. Это очень интересный, хорошо сделанный, простой и интуитивно понятный инструмент.

Здоровье планеты — это и наше здоровье: посетите сайт planethealthcheck.com, чтобы узнать, как предпринять более конкретные действия для сохранения этого основополагающего наследия.

Необходимо повысить осведомлённость о состоянии здоровья нашей планеты, чтобы сохранить её для будущих поколений.

У нас есть только один дом.
Нам стоит позаботиться о нём.