Merenpinta nousee

Yksi ilmaston lämpenemisen tunnettu seuraus on merien pinnan nousu. Merien lämmetessä merivedessä tapahtuu lämpölaajenemista, mikä nostaa merenpintaa. Toinen merkittävä tekijä merenpinnan nousussa on mannerjäätiköiden sulaminen. Jäätiköistä sulanut vesi valuu ennen pitkää meriin ja tämä veden lisäys nostaa merien pintaa. Myös muita merenpintaan vaikuttavia tekijöitä on, kuten esimerkiksi mannerten kohoaminen ja muutokset mannerten pohjaveden määrässä. Tässä artikkelissa tutustumme uusiin tutkimuksiin merenpinnan vaihteluista maailmanlaajuisesti ja eri paikoilla sekä menneisyydessä, nykyisyydessä ja tulevaisuudessa. Kannattaa kuitenkin pitää mielessä, että tämä ei ole perusteellinen katsaus aiheeseen, vaan ainoastaan viimeaikaisiin tutkimuksiin.

Merenpinnan mittauksista ja nousun syistä on hiljattain julkaistu katselmus (Cazenave ja Remy, 2011), jonka mukaan maailman merien keskimääräisen pinnan nousu saavutti viimeisen 18 vuoden aikana nousunopeuden, joka on noin 3,3 millimetriä vuodessa. Tämän sanotaan olevan lähes kaksi kertaa nopeampi nousu kuin kyseistä aikaa edeltävinä vuosikymmeninä, mutta osa merenpinnan nousun kiihtymisestä saattaa johtua luonnollisesta vaihtelusta. Merenpinnan nousu ei ole kaikkialla yhtä nopeaa. Esimerkiksi trooppisen Tyynenmeren länsiosissa merenpinta on noussut jopa 3-4 kertaa nopeammin kuin maailman merien keskimääräinen nousunopeus.

Tällä hetkellä merien lämpölaajeneminen aiheuttaa noin kolmasosan maailman merien keskimääräisen pinnan noususta. Mannerjäätiköiden osuus noususta on noin kaksi kolmasosaa ja muiden tekijöiden vaikutus on hyvin pieni. Eri alueiden välisiä eroja merenpinnan muutoksiin aiheuttavat ainakin merien lämpenemisen erilaisuus eri merissä ja merien eri suolapitoisuudet (näiden takia lämpölaajeneminen on eri suuruista eri merissä). Myös tuuliolosuhteiden aiheuttamat muutokset merien kiertovirtauksissa aiheuttavat merenpinnan muutoksia, jotka ovat eri alueilla erilaisia.

Merenpinnan nousun syyt

Vuosien 1972 ja 2008 välillä tehtyjen havaintojen mukaan maailman merien keskimääräinen pinta nousi noin kaksi millimetriä vuodessa (Church ja muut, 2011). Teoreettisesti laskettu arvo on noin 1,8 millimetriä vuodessa, mikä on hyvin lähellä havaintoja varsinkin, kun otetaan huomioon arvojen virherajat. Sekä havainnoissa että teoreettisessa laskennassa merenpinnan nousu on muuttunut samalla tavalla nopeammaksi kyseisenä aikana. Samana aikana meren lämpölaajenemisen osuus on ollut 0,8 millimetriä vuodessa. Jäätiköistä sulanut vesi on nostanut maailman merien pintaa 0,7 millimetriä vuodessa, mistä 0,4 millimetriä vuodessa on peräisin Grönlannin ja Etelämantereen jäätiköistä. Jäätiköiden vaikutus on kasvanut ajan myötä. Meren lämpölaajenemisen osuus on myös kasvanut, mutta hitaammin.

Maapallon manneralueiden pohjavedet ovat vähentyneet viime vuosisadan aikana. Vähentyminen on kiihtynyt voimakkaasti vuoden 1950 jälkeen. Tämäkin nostaa maailman merien pintaa ja viimeaikaisissa tutkimuksissa sille on arvioitu suuruudeksi 0,3 millimetriä vuodessa (Church ja muut, 2011) tai 0,4 millimetriä vuodessa (Konikow, 2011). Kokonaisuudessaan pohjaveden väheneminen on nostanut merenpintaa noin 13 millimetriä vuodesta 1900 lähtien. Muiden tekijöiden (mm. padot) vaikutuksesta mannervesivarastojen kokonaisvaikutus on kuitenkin ollut merenpintaa laskeva (viimeaikainen nopeus on ollut 0,1 millimetriä vuodessa).

Merenpinnan nousun paikallisia eroja

Merenpinnan nousussa on huomattavia paikallisia eroja. Tähän on useita syitä. Paikallisia eroja aiheuttaa esimerkiksi trooppisella Tyynellämerellä El Niñon ja La Niñan vaihtelu (Becker ja muut, 2011). Läntisellä trooppisella Tyynellämerellä El Niñon aikana merenpinta on alempana ja La Niñan aikana korkeammalla. Myös muut suursääilmiöt, kuten Pohjois-Atlantin oskillaatio (NAO), näkyvät merenpinnan korkeudessa (Llovel ja muut, 2011; Jordà ja muut, 2011). Maan kohoaminen tai laskeminen eri alueilla vaikuttaa merenpinnan korkeuteen. Tuuliolosuhteiden muutokset ovat tärkeä tekijä merenpinnan vaihteluissa, mutta myös meriveden tiheyden muutokset ja vesimassojen liikkuminen vaakasuunnassa vaikuttavat merenpinnan korkeuteen (Suzuki ja Ishii, 2011). Yksi paikallisia eroja merenpinnassa erityisesti lyhyellä aikavälillä aiheuttava tekijä on ilmanpaine (Jordà ja muut, 2011).

Meriveden lämpötilan ja suolaisuuden erot aiheuttavat myös paikallisia eroja merenpinnan korkeuteen (tämä on niin sanottu ”steerinen merenpinnan vaihtelu”). Tähän ovat syynä muun muassa meren vaakasuuntaiset virtausliikkeet sekä meriveden sekoittuminen diffuusion ja nostevirtausten aiheuttamana. Meren vaakasuuntaiset virtausliikkeet näyttävät olevan tärkein tekijä steerisen merenpinnan vaihtelussa trooppisilla Intian ja Tyynellä valtamerellä. Tropiikin ulkopuolella vaakasuuntaiset virtausliikkeet ja diffuusio näyttävät olevan yhtä tärkeitä. Nostevirtausten rooli ei näyttäisi olevan kovin merkittävä tekijä vaakasuuntaisiin virtausliikkeisiin ja diffuusioon verrattuna. (Piecuch ja Ponte, 2011).

Joillakin trooppisen Tyynenmeren saarilla merenpinta nousi huomattavasti viimeisen 60 vuoden aikana. Esimerkiksi Tuvalussa merenpinta nousi noin kolme kertaa enemmän kuin maailman merien pinnan nousu keskimäärin (Becker ja muut, 2011). Toisaalta itäisellä Tyynellämerelle, erityisesti Pohjois-Amerikan alueella, merenpinta on noussut vain hyvin vähän tai jopa laskenut (Merrifield, 2011).

Läntisellä Tyynellämerellä tapahtuva voimakas merenpinnan nousu alkoi 1990-luvulla, jolloin sen alueen merenpinnan muutoksissa tapahtui käänne (Merrifield, 2011). Käänne näyttää liittyvän muutoksiin tuuliolosuhteissa. Tämä ei kuitenkaan näytä liittyvän alueella vallitseviin suursääilmiöihin, kuten Tyynenmeren oskillaatioon (pacific decadal oscillation, PDO), vaan tuuliolosuhteet näyttävät muuttuneen maapallon energiatasapainon ja merenpinnan lämpötilojen muuttuessa. Tilanteen simulointi malleilla näyttää myös viittaavan muutoksiin tuuliolosuhteissa (Merrifield ja Maltrud, 2011). Steerisen merenpinnan vaihtelu on eri alueilla hyvin erilaista ja eri alueiden nousut ja laskut saattavatkin kumota toistensa vaikutuksia, kun arvioidaan kaikkien maailman merien keskimääräistä merenpintaa (Llovel ja muut, 2011).

Merenpinnan historialliset muutokset

Muinaisten merien pintojen korkeuksia on mahdollista määrittää muun muassa koralliriutoilta, sedimenteistä ja maaston muodoista. Esimerkiksi Bahaman fossilisoituneista korallikerroksista on tehty merenpinnan korkeuden rekonstruktio nykyistä interglasiaalia (jäätiköitymisten välistä aikaa) edeltävästä interglasiaalista (noin 120 000 vuotta sitten). Rekonstruktiossa näkyy ainakin yksi merenpinnan muutos, jossa merenpinta muuttui vähintään vauhdilla 2,6 metriä vuosituhannessa. Aiempien tutkimuksien perusteella nykyisen interglasiaalin (eli holoseenin) aikana merenpinta on ollut melko vakaa. Holoseenia edeltävää interglasiaalia pidetään esimerkkinä tulevasta lämpimämmän ilmaston maailmasta ja Bahaman korallit näyttävät vihjaavan, että mannerjäätiköt saattoivat olla epävakaampia edellisen interglasiaalin aikana kuin holoseenin aikana (Thompson ja muut, 2011). Välimerellä merenpinta oli edellisen interglasiaalin aikaan 2,6 metriä nykyistä korkeammalla Mallorcalla ja 4,3 metriä nykyistä korkeammalla Sardiniassa (Tuccimei ja muut, 2011).

Holoseenin aikanakin merenpinta näyttää käyneen melko korkealla. Etelämantereen sedimenttien perusteella merenpinta on ollut siellä noin 15 metriä korkeammalla 8000 – 7000 vuotta sitten (Watcham ja muut, 2011). Jäätiköiden jäämassan vähetessä maanpinta alkaa kuitenkin kohota, mikä vaikuttaa merenpintaan. Etelämantereella onkin holoseenin huippukohdan jälkeen merenpinta hiljalleen laskenut. Sama ilmiö on havaittavissa myös Skandinaviassa, esimerkiksi Norjassa (Romundset ja muut, 2011). Myös menneisyyden merenpinnan rekonstruktioissa näkyy suuria paikallisia eroja. Englannista tehty rekonstruktio holoseenin ajalta esimerkiksi näyttää, että siellä merenpinta on noussut koko ajan (Gehrels ja muut, 2011).

Pohjanmereltä Kattegatin merialueelta viimeisen 900 vuoden ajalta tehdyn rekonstruktion mukaan merenpinta on noussut noin 1,1 metriä vuoden 1300 jälkeen. Pienen jääkauden aikainen minimi oli vuosien 1250 ja 1750 välillä. Tämän jälkeen rekonstruktiossa näkyy merenpinnan vaihtelua 70 vuoden sykleissä, joista yksi osuu nykypäivään. Tämän havainneet tutkijat jopa ehdottivat, että osa globaalin merenpinnan nousun viimeaikaisesta kiihtymisestä saattaa johtua tuosta syklistä. (Hansen ja muut, 2011).

Merenpinnan tuleva kehitys ja vaikutukset

Ilmaston lämpenemisen aiheuttama merenpinnan nousu on huolenaiheena monilla rannikkoalueilla ja siksi onkin tärkeää tietää, miten merenpinta käyttäytyy tulevaisuudessa. Yhden uuden tutkimuksen mukaan maailman merien keskimääräinen pinta näyttää nousevan noin 0,57 – 1,1 metriä vuoteen 2100 mennessä ja 1,84 – 5,49 metriä vuoteen 2500 mennessä. Vaikka ilmastonmuutosta saataisiinkin hillittyä, niin merenpinta jatkaisi silti nousua melko kauan, jopa vuosisatoja, koska merenpintaan vaikuttavat tekijät (jäätiköt ja meri itse) reagoivat hitaasti lämpötilan muutoksiin. (Jevrejeva ja muut, 2011)

Tulevaisuuden ennusteet ovat kuitenkin aina hyvin epävarmoja. Tulevan merenpinnan nousun suurimmat epävarmuudet aiheutuvat siitä, ettemme tiedä tarkasti tulevan lämpenemisen määrää ja siitä, ettemme tiedä tarkasti jäätiköiden reaktiota ja sen nopeutta lämpenemiseen (Slangen ja van de Wal, 2011). Tuoreen tutkimuksen mukaan mallien antamat ennusteet ovat kuitenkin melko hyvin sopusoinnussa keskenään (Rahmstorf ja muut, 2011).

Merenpinnan nousu vaikuttaa rannikoilla asuviin ihmisiin ja siksi on tärkeää tutkia myös merenpinnan nousun vaikutuksia. Uuden tutkimuksen mukaan Afrikassa 16 – 27 miljoonaa ihmistä joutuu vuosittain kohtaamaan nousevan merenpinnan vuoteen 2100 mennessä. Aineellisten vahinkojen arvioidaan olevan 5 – 9 miljardia dollaria ilman sopeutumistoimia. (Hinkel ja muut, 2011)

Lähteet:

M. Becker, B. Meyssignac, C. Letetrel, W. Llovel, A. Cazenave, T. Delcroix, Sea Level Variations at Tropical Pacific Islands since 1950, Global and Planetary Change, In Press, doi:10.1016/j.gloplacha.2011.09.004. [tiivistelmä]

Anny Cazenave, Frédérique Remy, Sea level and climate: measurements and causes of changes, Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change, Volume 2, Issue 5, pages 647–662, September/October 2011, DOI: 10.1002/wcc.139. [tiivistelmä]

Church, J. A., N. J. White, L. F. Konikow, C. M. Domingues, J. G. Cogley, E. Rignot, J. M. Gregory, M. R. van den Broeke, A. J. Monaghan, and I. Velicogna (2011), Revisiting the Earth’s sea-level and energy budgets from 1961 to 2008, Geophys. Res. Lett., 38, L18601, doi:10.1029/2011GL048794. [tiivistelmä]

W. Roland Gehrels, David A. Dawson, Jon Shaw, William A. Marshall, Using Holocene relative sea-level data to inform future sea-level predictions: An example from southwest England, Global and Planetary Change, Volume 78, Issues 3-4, August-September 2011, Pages 116-126, doi:10.1016/j.gloplacha.2011.05.013. [tiivistelmä]

Jens Morten Hansen, Troels Aagaard, Merete Binderup, Absolute sea levels and isostatic changes of the eastern North Sea to central Baltic region during the last 900 years, Boreas, DOI: 10.1111/j.1502-3885.2011.00229.x. [tiivistelmä]

Jochen Hinkel, Sally Brown, Lars Exner, Robert J. Nicholls, Athanasios T. Vafeidis and Abiy S. Kebede, Sea-level rise impacts on Africa and the effects of mitigation and adaptation: an application of DIVA, Regional Environmental Change, DOI: 10.1007/s10113-011-0249-2. [tiivistelmä]

S. Jevrejeva, J.C. Moore, A. Grinsted, Sea level projections to AD2500 with a new generation of climate change scenarios, Global and Planetary Change, In Press, doi:10.1016/j.gloplacha.2011.09.006. [tiivistelmä]

Konikow, L. F. (2011), Contribution of global groundwater depletion since 1900 to sea-level rise, Geophys. Res. Lett., 38, L17401, doi:10.1029/2011GL048604. [tiivistelmä]

Llovel, W., B. Meyssignac, and A. Cazenave (2011), Steric sea level variations over 2004–2010 as a function of region and depth: Inference on the mass component variability in the North Atlantic Ocean, Geophys. Res. Lett., 38, L15608, doi:10.1029/2011GL047411. [tiivistelmä]

Merrifield, Mark A., 2011: A Shift in Western Tropical Pacific Sea Level Trends during the 1990s. J. Climate, 24, 4126–4138, doi: 10.1175/2011JCLI3932.1. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Merrifield, M. A. and M. E. Maltrud (2011), Regional sea level trends due to a Pacific trade wind intensification, Geophys. Res. Lett., 38, L21605, doi:10.1029/2011GL049576. [tiivistelmä]

Piecuch, C. G., and R. M. Ponte (2011), Mechanisms of interannual steric sea level variability, Geophys. Res. Lett., 38, L15605, doi:10.1029/2011GL048440. [tiivistelmä]

Stefan Rahmstorf, Mahé Perrette and Martin Vermeer, Testing the robustness of semi-empirical sea level projections, Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-011-1226-7. [tiivistelmä]

Anders Romundset, Stein Bondevik, Ole Bennike, Postglacial uplift and relative sea level changes in Finnmark, northern Norway, Quaternary Science Reviews, Volume 30, Issues 19-20, September 2011, Pages 2398-2421, doi:10.1016/j.quascirev.2011.06.007. [tiivistelmä]

Slangen, A. B. A. and van de Wal, R. S. W.: An assessment of uncertainties in using volume-area modelling for computing the twenty-first century glacier contribution to sea-level change, The Cryosphere, 5, 673-686, doi:10.5194/tc-5-673-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Suzuki, T. and M. Ishii (2011), Long-term regional sea level changes due to variations in water mass density during the period 1981–2007, Geophys. Res. Lett., 38, L21604, doi:10.1029/2011GL049326. [tiivistelmä]

William G. Thompson, H. Allen Curran, Mark A. Wilson & Brian White, Sea-level oscillations during the last interglacial highstand recorded by Bahamas corals, Nature Geoscience(2011), doi:10.1038/ngeo1253. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Paola Tuccimei, Bogdan P. Onac, Jeffrey A. Dorale, Joaquin Ginés, Joan J. Fornós, Angel Ginés, Giorgio Spada, Gabriella Ruggieri, Mauro Mucedda, 2011, Decoding Last Interglacial sea-level variations in the Western Mediterranean using speleothem encrustations from coastal caves in Mallorca and Sardinia: a review, Quaternary International, doi:10.1016/j.quaint.2011.10.032. [tiivistelmä]

E.P. Watcham, M.J. Bentley, D.A. Hodgson, S.J. Roberts, P.T. Fretwell, J.M. Lloyd, R.D. Larter, P.L. Whitehouse, M.J. Leng, P. Monien, S.G. Moreton, A new Holocene relative sea level curve for the South Shetland Islands, Antarctica, Quaternary Science Reviews, Volume 30, Issues 21-22, October 2011, Pages 3152-3170, doi:10.1016/j.quascirev.2011.07.021. [tiivistelmä]

Mainokset

2 vastausta to “Merenpinta nousee”

  1. Boris Winterhalter Says:

    Kiitos Ari, varsin kattavasta selvityksestä merenpinnan vaihteluiden syistä.

    Rannikkoalueiden ja aavan meren saarten vertikaalisia liikkeitä on toki tutkittu, kuten itsekin mainitset, mutta varsinaisena ongelmana (vaikeasti tutkittavissa) on edelleen valtameren pohjan pystyliikkeet. Maan päällä pystyliikkeitä on tutkittu pitkään, aiemmin vaaituksella ja nykyään geodeettisillä GPS-laittella.

    Mainitset myös kosteuden vaihtelut mantereilla. Siitä löytyy mielenkiintoista tietoa GRACE satelliitin tuloksista: http://grace.jpl.nasa.gov/index.cfm

  2. Ari Jokimäki Says:

    Kuten jo johdannossa mainitsin, tämä ei ole kattava katsaus koko aiheeseen, vaan ainoastaan parin viime kuukauden aikana julkaistuihin tutkimuksiin.


Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: