تغير المناخ وارتفاع مستوى سطح البحر العالمي

قد يكون ارتفاع مستوى سطح البحر في الماضي والمستقبل في مواقع محددة على الأرض أكثر أو أقل من المتوسط العالمي؛ وذلك بسبب العوامل المحلية كاستقرار الأرض والتحكم في الفيضانات في المنبع والتعرية والتيارات المحيطية الإقليمية، وما إذا كانت الأرض لا تزال تنتعش من الوزن الانضغاطي للأنهار الجليدية في العصر الجليدي.

أهمية مستوى سطح البحر

في الولايات المتحدة، يعيش ما يقرب من 30 في المائة من السكان في مناطق ساحلية عالية الكثافة السكانية نسبيًا، حيث يلعب مستوى سطح البحر دورًا في الفيضانات وتآكل السواحل ومخاطر العواصف، وعلى الصعيد العالمي، تقع 8 من أكبر 10 مدن في العالم بالقرب من الساحل وفقًا لأطلس المحيطات التابع للأمم المتحدة.

ففي المناطق الحضرية على طول السواحل حول العالم، يهدد ارتفاع مستوى البحار البنية التحتية اللازمة للوظائف المحلية والصناعات الإقليمية والطرق والجسور ومترو الأنفاق وإمدادات المياه وآبار النفط والغاز ومحطات الطاقة ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي ومدافن النفايات كلها معرضة لخطر ارتفاع مستوى سطح البحر.

تعني مستويات المياه المرتفعة في الخلفية أن العواصف المميتة والمدمرة، مثل تلك المرتبطة بإعصار كاترينا العاصفة الخارقة ساندي، وإعصار مايكل تدفع إلى الداخل أبعد مما كانت عليه من قبل. حيث استكشف التواتر السابق والمستقبلي للفيضانات عالية المد في مواقع الولايات المتحدة باستخدام مستكشف المناخ، وهو جزء من مجموعة أدوات المرونة في مواجهة تغير المناخ في الولايات المتحدة.

وفي العالم الطبيعي، سيؤدي ارتفاع مستوى سطح البحر إلى الضغط على النظم البيئية الساحلية التي توفر الترفيه والحماية من العواصف وموائل الأسماك والحياة البرية، بما في ذلك مصايد الأسماك ذات القيمة التجارية، هذا وقد أدى ارتفاع مستوى البحار إلى تلوث المياه المالحة وتلوث طبقات المياه الجوفية العذبة، والتي يدعم الكثير منها إمدادات المياه البلدية والزراعية والنظم البيئية الطبيعية.

أسباب ارتفاع مستوى سطح البحر

• يتسبب الاحتباس الحراري في ارتفاع متوسط مستوى سطح البحر بطريقتين أولاً، تذوب الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية في جميع أنحاء العالم وتضيف المياه إلى المحيط وثانيًا، يتوسع حجم المحيط مع ارتفاع درجة حرارة الماء.

• أما العامل الثالث، فهو انخفاض كمية المياه السائلة على الأرض طبقات المياه الجوفية والبحيرات والخزانات والأنهار ورطوبة التربة، حيث إن هذا التحول في المياه السائلة من الأرض إلى المحيط يرجع إلى حد كبير إلى ضخ المياه الجوفية.

إنه منذ السبعينيات وحتى العقد الماضي أو نحو ذلك، ساهم الذوبان والتمدد الحراري بالتساوي تقريبًا في الارتفاع الملحوظ في مستوى سطح البحر، ولكن ذوبان الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية في الجبال تسارع حيث:

• تضاعف متوسط الخسارة العقدية من الأنهار الجليدية في الشبكة المرجعية لخدمة مراقبة الأنهار الجليدية العالمية خمس مرات خلال العقود القليلة الماضية، من ما يعادل 6.7 بوصات (171 ملم) من المياه السائلة في الثمانينيات إلى 18 بوصة (460 ملم) في التسعينيات، إلى 20 بوصة (-500 ملم) في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، إلى 33 بوصة (850 ملم) للفترة 2010-2018.

• ازداد فقدان الجليد من الغطاء الجليدي في جرينلاند سبعة أضعاف من 34 مليار طن سنويًا بين 1992-2001 إلى 247 مليار طن سنويًا بين عامي 2012 و 2016.

• تضاعف فقدان الجليد في القطب الجنوبي أربع مرات تقريبًا من 51 مليار طن سنويًا بين عامي 1992 و 2001 إلى 199 مليار طن سنويًا من 2012-2016.

ونتيجة لذلك فإن مقدار ارتفاع مستوى سطح البحر بسبب الذوبان مع إضافة صغيرة من نقل المياه الجوفية وتحولات تخزين المياه الأخرى في الفترة 2005-2013، كان ما يقرب من ضعف كمية ارتفاع مستوى سطح البحر بسبب التمدد الحراري.

قياس مستوى سطح البحر

إن مستوى سطح البحر يقاس بطريقتين رئيسيتين الأولى مقاييس المد والجزر والثانية مقاييس الارتفاع الساتلية، حيث قامت محطات قياس المد والجزر من جميع أنحاء العالم بقياس المد والجزر اليومي المرتفع والمنخفض لأكثر من قرن، وذلك باستخدام مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار اليدوية والآلية وأيضاً باستخدام بيانات من عشرات المحطات حول العالم.

حيث تمكن العلماء من حساب المتوسط العالمي وتعديله وفقًا للاختلافات الموسمية، حيث أنه منذ أوائل التسعينيات، تم قياس مستوى سطح البحر من الفضاء باستخدام أجهزة قياس الارتفاع بالرادار، والتي تحدد ارتفاع سطح البحر عن طريق قياس سرعة العودة وشدة نبضة رادار موجهة نحو المحيط. كلما ارتفع مستوى سطح البحر، كانت إشارة العودة أسرع وأقوى.

ولتقدير مقدار الارتفاع الملحوظ في مستوى سطح البحر بسبب التمدد الحراري، يقيس العلماء درجة حرارة سطح البحر باستخدام العوامات الراسية والمنجرفة والأقمار الصناعية وعينات المياه التي جمعتها السفن ويتم قياس درجات الحرارة في النصف العلوي من المحيط بواسطة أسطول عالمي من الروبوتات المائية، وتُقاس أيضاً درجات الحرارة الأعمق بأجهزة تُنزل من سفن الأبحاث الأوقيانوغرافية.

وأيضاً لتقدير مقدار الزيادة في مستوى سطح البحر التي ترجع إلى النقل الجماعي الفعلي أي حركة المياه من اليابسة إلى المحيط، فإن العلماء اعتمدوا على مجموعة من القياسات المباشرة لمعدل الذوبان وارتفاع الأنهار الجليدية التي تم إجراؤها أثناء المسوحات الميدانية، والقياسات المعتمدة على الأقمار الصناعية من التحولات الطفيفة في مجال الجاذبية الأرضية.

فعندما ينتقل الماء من اليابسة إلى المحيط، فإن الزيادة في الكتلة تزيد من قوة الجاذبية فوق المحيطات بمقدار ضئيل ومن تحولات الجاذبية هذه يقدر العلماء كمية الماء المضافة.

كيف تؤدي التغيرات المناخية إلى ارتفاع مستوى سطح البحر

مع استمرار ارتفاع درجات الحرارة العالمية، فإنه لا مفر من حدوث ارتفاع إضافي في مستوى سطح البحر، حيث يعتمد على  مقدار ومتى يعتمد في الغالب على المعدل المستقبلي لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري، ولكن هناك مصدر آخر لعدم اليقين وهو ما إذا كانت الصفائح الجليدية الكبيرة في القارة القطبية الجنوبية وجرينلاند ستذوب بطريقة ثابتة، ويمكن التنبؤ بها مع ارتفاع درجة حرارة الأرض، أو ما إذا كانت ستصل إلى نقطة تحول وتنهار بسرعة.

إن كل أربع أو خمس سنوات، تقود الإدارة الوطنية (NOAA) للمحيطات والغلاف الجوي، حيث أنها فريق عمل مشترك بين الوكالات، والذي يستعرض أحدث الأبحاث حول ارتفاع مستوى سطح البحر ويصدر تقريرًا عن الكميات المحتملة، والتي تعد غير محتملة ولكن معقولة لارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل بسبب غازات الدفيئة المختلفة ومسارات الاحتباس الحراري.

وفي نهاية ذلك، في تقرير عام 2022 لخصت المسار بأنه يحتوي على أقل انبعاثات ممكنة من غازات الاحتباس الحراري والاحترار 1.5 درجة مئوية، وهذا سيجعل متوسط مستوى سطح البحر العالمي سيرتفع على الأقل 0.3 متر، والتي تساوي تقريباً قدم واحد فوق مستويات 2000 وذلك بحلول عام 2100، إن هذا مسار به معدلات انبعاثات عالية جدًا تؤدي إلى انهيار سريع للصفائح الجليدية، ويمكن أن يكون مستوى سطح البحر أعلى بمقدار مترين يعني 6.6 قدم في عام 2100 وهذا أكثر مما كان عليه في عام 2000.