Cuando uno se pregunta cuáles son las preguntas científicas más importantes sin respuesta, "¿cómo cambiaron los niveles del mar durante los últimos años 100?" es poco probable que aparezca en la parte superior de la lista. Después de todo, ¿no nos hemos dado cuenta de eso? Resulta que obtener una imagen completa de cómo han cambiado nuestros océanos no es una tarea simple, sin embargo, es vital para hacer proyecciones futuras.

En un artículo publicado en Naturaleza esta semana, mi grupo de investigación desarrolló un criterio más preciso para medir los niveles del mar, que ofrece pistas sobre una discrepancia que los científicos han intentado resolver durante años y, potencialmente, una idea de las proyecciones futuras de la subida del nivel del mar.

observaciones del nivel del mar durante el siglo 20th provenir de registros de mareógrafos, que, en su forma más simple, son esencialmente varas unidas a las costas de todo el mundo. La cobertura global de estas medidas es limitado, sobre todo al comienzo del siglo 20th y en el hemisferio sur. Además, incluso los registros más completos pueden incluir deficiencias significativas en el tiempo. El carácter incompleto de estos registros hace que la obtención de estimaciones de nivel medio mundial del mar muy difícil.

El último informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) incluyó dos estimaciones diferentes del aumento global en el nivel del mar durante el siglo 20. La primera estimación provino de un conjunto de estudios previamente publicados que analizaron directamente las observaciones del mareógrafo. La tasa 1901-1990 obtenida con estos enfoques cae en el rango de 1.5 a 2 milímetros por año.

La segunda estimación se calculó sumando estimaciones de fuentes individuales, como el derretimiento del agua del hielo en tierra y la expansión del océano. Este enfoque de "abajo hacia arriba" produjo una tasa menor de 1 a 1.2 milímetros por año durante el mismo período de tiempo.

Analizando las Huellas Digitales

Al explicar la diferencia entre estas dos estimaciones diferentes ha sido una cuestión apremiante dentro de la comunidad del nivel del mar. La mayoría de los científicos creen que la estimación más alta derivada de los registros de mareógrafos, pero han cuestionado la "de abajo hacia arriba" estimación más baja.

Una posible explicación es que las estimaciones de Groenlandia y la Antártida de fusión durante el siglo puede haber sido subestimado. Las mediciones de los balances de masa del manto de hielo han venido tradicionalmente a partir de mediciones basadas en tierra y las observaciones por satélite. Sin embargo, estas observaciones son también muy limitada.

Ahí fue cuando comenzamos a preguntarnos si era posible usar o no las observaciones del nivel del mar para tratar de estimar la cantidad de capas de hielo y glaciares individuales que se han estado derritiendo. ¿Podríamos usar observaciones de marea durante el siglo XX para inferir cómo las contribuciones individuales se combinan para producir el aumento global en los niveles del mar?

Abordar esta pregunta resultó ser mucho más desafiante de lo que pensamos inicialmente. La física que nos permite abordar este problema se reduce a comprender por qué el nivel del mar en un indicador de marea es diferente del nivel del mar en otro.

Hay una variedad de factores que afectan a las mediciones locales del nivel del mar. Estos incluyen efectos en curso debido a la última edad de hielo, el calentamiento y la expansión de los océanos debido al calentamiento global, los cambios en la circulación oceánica y la actual derretimiento del hielo terrestre.

NASA Goddard Space and Flight Center, CC Todos estos procesos producen patrones únicos, o "huellas dactilares", del cambio en el nivel del mar que podemos modelar y predecir. Nuestro objetivo ha sido inferir las contribuciones individuales al nivel del mar al buscar estas huellas dactilares en los registros de marea. Este tipo de análisis de "huellas dactilares" se había aplicado a los registros del nivel del mar paleo, pero nadie había intentado buscar estos patrones predichos en las observaciones a nivel del mar del siglo XXV.

El desarrollo de una forma de tomar huellas dactilares de los registros modernos del nivel del mar implicó el uso de análisis de datos y técnicas estadísticas comunes en otros campos, como la ingeniería, la economía y la meteorología. Reunimos estas técnicas y las aplicamos, por primera vez, al campo de la investigación del nivel del mar.

En esencia, nuestro método extrae la información global de las observaciones locales limitadas. Una vez que comenzamos a aplicar nuestro enfoque estadístico de los registros de mareógrafos, nos dimos cuenta de que podíamos añadir todas nuestras contribuciones individuales estimados para producir un registro de los cambios del nivel medio global del mar en el tiempo. Asumimos que nuestra estimación estaría de acuerdo con los resultados publicados anteriormente, pero lo que encontramos fue en realidad muy diferente.

Los resultados de nuestro análisis muestran que la estimación anterior de 1901 1990-era demasiado alto. Estimamos un 1901 1990-rate "del nivel del mar aumento" de milímetros 1.2 por año, por debajo de 1.5 milímetros por año. De hecho, nuestra estimación más baja está de acuerdo con el enfoque "de abajo hacia arriba", presentado en el IPCC. Se cierra "el presupuesto del nivel del mar" brecha mediante la eliminación de la discrepancia entre los dos tipos diferentes de mediciones.

Si bien esto puede parecer inicialmente un resultado positivo, que el aumento del nivel del mar fue más lento el siglo pasado, no necesariamente. Cuando observamos el aumento del nivel del mar en las últimas décadas, encontramos que nuestra tasa 1993-2010 de 3 milímetros por año concuerda con los resultados publicados anteriormente. Usando nuestro modelo, esto significa que la tasa de aumento global del nivel del mar no ha aumentado en un factor de dos (tres 1.5 milímetros por año) sino más bien por un factor de 2.5 (tres divididos por 1.2 milímetros por año).

Esto implica que la tasa de aumento global del nivel del mar es 25% mayor en las últimas décadas - un aumento sustancial. Y esta revisión puede afectar a las proyecciones de la futura subida del nivel del mar.

Este artículo se publicó originalmente el La conversación
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Sobre el Autor

Carling Hay se unió al grupo Mitrovica en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Universidad de Harvard en el verano de 2012 después de recibir su Ph.D. en física de la Universidad de Toronto. Uno de los principales objetivos del trabajo de Carling es responder a la importante pregunta climatológica: ¿cuáles son los diversos factores que contribuyen a los cambios observados en el nivel del mar? Su investigación se centra en el uso de técnicas estadísticas para comprender mejor el nivel medio global del mar durante los períodos cálidos actuales y pasados, y para desarrollar las herramientas necesarias para extraer información de fuentes de registros históricos del nivel del mar.