أكثر

9.3 مستوى سطح البحر - علوم الأرض

9.3 مستوى سطح البحر - علوم الأرض


مستوى سطح البحر هو متوسط ​​مستوى سطح جسم مائي معين على سطح الأرض. مستوى المياه هو ارتفاع الماء بالنسبة لبعض النقاط المرجعية. يمكن أن تهيمن العاصفة على السواحل أو المد والجزر ، مما يؤثر على مستوى البحر النسبي. تظهر الأراضي الناشئة أن مستوى سطح البحر يتناقص مقارنة بالأرض بينما الأرض المغمورة تجعل الأمر يبدو أن مستوى سطح البحر يرتفع مقارنة بالأرض [2 ، ص 222].

تؤثر هذه التغييرات النسبية على تغيرات مستوى سطح البحر في العواصف والمد والجزر. تعد تعريفات العاصفة أو السواحل التي يهيمن عليها المد والجزر واضحة نسبيًا: هيمنت العاصفة على السواحل تسيطر عليها العواصف والمد والجزر السواحل المد والجزر. تتحكم العواصف والمد والجزر في مستوى سطح البحر ، فضلاً عن العمليات الجيولوجية الأخرى مثل ترسب الرواسب. 80٪ من السواحل على الأرض تهيمن عليها العواصف ، 17٪ يهيمن عليها المد والجزر ، والباقي يهيمن عليه تيار المحيط [2 ، ص 217].

تسمح لنا سجلات ارتفاع مستوى سطح البحر بعد العصر الجليدي على مدار آلاف السنين برؤية التغيرات في مستويات سطح البحر في جميع أنحاء العالم (https://ar.Wikipedia.org).

يعد تسجيل مستوى سطح البحر أمرًا مهمًا لأن هذه هي الطريقة التي يتم بها حساب ارتفاع المحيطات وعمقها. يمكن للعلماء أيضًا استخدام مستوى سطح البحر لتتبع كيفية تغير العوامل المناخية الأخرى. على الرغم من أن الدورات العالمية الطبيعية تساهم في ارتفاع مستوى سطح البحر على مدى فترات زمنية طويلة ، فإن النشاط البشري يسرع العملية بشكل كبير. يساهم حرق الوقود الأحفوري والأنشطة البشرية الأخرى في زيادة نسبة غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ، مما يسرع من احترار المحيطات.

هناك عاملان رئيسيان للاحترار العالمي يساهمان في ارتفاع مستوى سطح البحر:

1. ذوبان الجليد

  • في حين أن ذوبان الجليد يضيف الماء إلى نظام المحيط ، فإن هذا يغير مستوى سطح البحر فقط عندما كان الجليد خارج الماء سابقًا (أي الجليد غير الساحلي والأنهار الجليدية والغطاء الجليدي) نظرًا لأن الجليد يستهلك حجمًا أكبر من الماء الذي يحتوي عليه.

  • للجليد أيضًا درجة انعكاسية أعلى (انعكاسية) أعلى من الماء ، مما يعني أنه يمكن أن يعكس ضوءًا أكثر من المحيط المفتوح. بمجرد أن يذوب الجليد في الماء ، يكون هناك القليل من الجليد للانعكاس والمزيد لامتصاص الحرارة ، وهذا يخلق حلقة تغذية مرتدة حيث تصبح المحيطات أكثر دفئًا ويستمر الجليد في الذوبان ، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة المحيطات ، وتستمر الدورة.

2. التمدد الحراري للمياه

  • عندما ترتفع درجة حرارة مياه البحر ، تصبح الجزيئات أكثر انتشارًا بسبب ارتفاع الطاقة الحركية ، وهذا الحجم المتزايد يؤدي إلى ارتفاع مستوى سطح البحر.

تم توضيح التاريخ والتوقعات العالمية لمستوى سطح البحر في الرسم البياني أعلاه باستخدام بيانات مقياس المد والجزر الجيولوجي وبيانات الأقمار الصناعية. (https://en.Wikipedia.org)

يُقاس متوسط ​​مستوى سطح البحر في المحيط على مدى فترة طويلة وقد يساعد في تحديد آثار تغير المناخ العالمي والآثار البشرية.

منذ عام 1900 ، تم تسجيل زيادة مستوى سطح البحر بين 0.04 و 0.1 بوصة في السنة ، في حين تم قياس الزيادة منذ عام 1992 بـ 0.12 بوصة في السنة. هذه الزيادة الطفيفة على ما يبدو كبيرة جدًا بسبب التأثيرات المركبة. لقد أثر الاحترار العالمي على العديد من الأشياء من الزراعة إلى الحياة البحرية وسيؤثر ارتفاع مستوى سطح البحر الحديث على العديد من هذه العوامل في حياتنا. سيؤدي ارتفاع مستوى سطح البحر إلى انخفاض مساحة الأرض المتاحة لسكن الإنسان ، وقد يتسبب في النهاية في فيضان الجزر والسواحل.

تاريخ ومستقبل تغييرات مستوى سطح البحر

تغيرت مستويات سطح البحر بشكل كبير عبر التاريخ بسبب تغير درجة حرارة الأرض. خلال الفترات الجليدية ، كانت الصفائح الجليدية أكثر اتساعًا مما هي عليه اليوم. على العكس من ذلك ، فإن الفترات بين الجليدية هي فترات من درجات الحرارة الأكثر دفئًا والصفائح الجليدية الأقل اتساعًا. نحن الآن في فترة ما بين العصر الجليدي. ارتفعت مستويات سطح البحر وانخفضت مئات الأقدام بين الفترات. خلال آخر قمة جليدية ، الحد الأقصى المتأخر للجليد حوالي 14000 قبل الميلاد ، كانت مستويات سطح البحر أقل بـ 400 قدم مما هي عليه اليوم بسبب تجمد المياه في الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية القارية. في الوقت الحالي ، ترتفع مستويات سطح البحر بوتيرة أسرع مما كانت عليه في الستة آلاف عام الماضية. ارتفعت مستويات سطح البحر بمقدار 5-8 بوصات منذ عام 1900 ، ويتزايد معدل ارتفاعها سنويًا. وطالما استمرت مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في الارتفاع بالمعدل الذي هي عليه واستمر ارتفاع درجة حرارة الأرض ، ستستمر مستويات سطح البحر في الارتفاع. يتوقع الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC) أن مستويات سطح البحر قد ترتفع إلى متر واحد بحلول نهاية القرن. إذا كان ارتفاعها مترًا واحدًا ، فستكون نيو أورلينز وميامي والعديد من المدن الأخرى على الساحل مغمورة بالمياه تمامًا [6].

أدوات مفيدة:

خرائط منطقة المخاطر: خرائط تفاعلية تحاكي مستويات ارتفاع البحر المتوقعة:

  1. https://ss2.climatecentral.org: ارتفاع البحار ، مناطق خريطة المخاطر

  2. https://vesl.jpl.nasa.gov/: مختبر نظام الأرض الافتراضي

  3. https://coast.noaa.gov: NOAA: عارض ارتفاع مستوى البحر

  1. https://www.youtube.com: AsapSCIENCE ودور التمدد الحراري في ارتفاع منسوب مياه البحر.

  2. https://www.youtube.com: "ماذا لو ذاب كل الجليد على الأرض" مع بيل ناي

  3. https://www.youtube.com: "دقيقة ناسا على الأرض: ارتفاع مستوى سطح البحر"

مراجع

  1. www.lgt.lt/geoin/doc.php؟did=cl_relative

  2. www.igc.usp.br/pessoais/renat...ichols2009.pdf

  3. www.nature.com/scitable/knowl .. ملفات 26276621

  4. tidesandcurrents.noaa.gov/slt.../mtsparker.htm

  5. http://oceanservice.noaa.gov/facts/sealevel.html

  6. https://ocean.si.edu/through-time/ancient-seas/sea-level-rise


ارتفاع مستوى سطح البحر / الفيضانات الساحلية

كما رأينا في الدرس الأخير ، من المتوقع أن يرتفع مستوى سطح البحر أكثر من متر خلال القرن المقبل ، وربما يصل إلى خمسة أمتار بحلول عام 2300 ، نظرًا لانبعاثات الوقود الأحفوري المعتاد. يجب ألا تكون السيناريوهات مثل ارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار 10 أمتار بعيدة المنال ، على سبيل المثال ، انهيار الغطاء الجليدي في غرب أنتاركتيكا بشكل مفاجئ أكثر مما تشير إليه تقديرات النماذج الحالية غير المؤكدة.

ستشعر الدول والمناطق المختلفة بآثار ارتفاع مستوى سطح البحر بشكل مختلف. بالنسبة للدول الجزرية المنخفضة مثل جزر المالديف ، حتى سيناريوهات ارتفاع مستوى سطح البحر المنخفضة تمثل تهديدًا واضحًا. في الواقع ، وضعت بعض الدول الجزرية مثل توفالو بالفعل خطط طوارئ للإجلاء في العقود المقبلة.

عندما سئل عن تأثيرات تغير المناخ على ولاية بنسلفانيا ، أمزح أحيانًا أن جيرسي شور ، السلطة الفلسطينية قد لا تخاف من ارتفاع مستوى سطح البحر بشكل مباشر ، ولكن كل بنسلفانيا الذين يقومون برحلة حج صيفية سنوية إلى ال من المؤكد أن جيرسي شور ستشهد الآثار ، حيث تتآكل الشواطئ بشكل متزايد ، وستغرق في النهاية.

حتى الارتفاع المعتدل في مستوى سطح البحر (أي أقل بكثير من متر) يمكن أن يؤدي إلى زيادات كبيرة في تآكل السواحل ومشاكل أخرى ، مثل تسرب المياه المالحة ، حيث تتغلغل المياه المالحة بشكل متزايد إلى الداخل من خلال مصبات الأنهار والروافد ، مما يؤدي إلى تلويث النظم الإيكولوجية للمياه العذبة وخزانات المياه الجوفية. عليها لتوفير المياه العذبة.

هناك أيضًا عنصر طبيعي للتغيرات في مستوى سطح البحر في أمريكا الشمالية. نظرًا لأن صفيحة Laurentide الجليدية التي كانت تغطي جزءًا كبيرًا من شمال أمريكا الشمالية قد ذابت في نهاية العصر الجليدي الأخير ، فقد انتعشت قشرة الأرض تحتها ببطء ، مما أدى إلى حركة تصاعدية للأرض في المناطق التي يوجد بها حمل الجليد كانت أعظمها ، على سبيل المثال ، منطقة خليج هدسون ، وحركة هبوط أبعد ، على سبيل المثال ، الساحل الشرقي وخاصة ساحل الخليج. هذا ما يسمى تعديل متوازنة يضيف عنصر تغيير مستوى سطح البحر المحلي الذي يضيف إلى التغيير العام في مستوى سطح البحر العالمي أو ينقص منه (ما يسمى يوستاتيك مكون مستوى سطح البحر). يمكن مقارنة هذا المكون الإقليمي بارتفاع مستوى سطح البحر العالمي العام خلال القرن الماضي.

من ناحية أخرى ، يعد المكون المحلي صغيرًا مقارنةً بارتفاع مستوى سطح البحر من متر إلى 5 أمتار المتوقع على مدار القرن أو القرنين المقبلين في ظل انبعاثات الأعمال المعتادة. مع ارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار متر واحد ، سنرى اختفاء المناطق المنخفضة من ساحل الخليج ، بما في ذلك فلوريدا كيز. عند ارتفاع 5-6 أمتار من مستوى سطح البحر ، سنشهد خسارة الجزء الجنوبي من ثلث فلوريدا والعديد من المدن الرئيسية على ساحل الخليج والساحل الشرقي للولايات المتحدة عند ارتفاع 10 أمتار في مستوى سطح البحر ، مدينة نيويورك ستكون مغمورة.

يمكن قياس تكاليف زيادة مستويات ارتفاع مستوى سطح البحر من حيث (أ) خسارة مساحة الأرض ، (ب) الضرر الذي يلحق باقتصادنا كما تم قياسه من خلال المشروع المحلي الإجمالي (الناتج المحلي الإجمالي) ، و (ج) الزيادة في عدد السكان تتأثر إما بشكل مباشر (عن طريق الغمر أو زيادة التعرية) أو بشكل غير مباشر (عن طريق ، على سبيل المثال ، عن طريق تسرب المياه المالحة إلى إمدادات المياه العذبة). في سيناريو ارتفاع مستوى سطح البحر 10 أمتار ، ليس مستبعدًا تمامًا على مقياس زمني لبضعة قرون ، فإن التكاليف العالمية المقاسة بأي من المقاييس المذكورة أعلاه مذهلة إلى حد ما: فقد أكثر من 5000 كيلومتر مربع من الأراضي الساحلية ، فقد ما يقرب من ثلاثة تريليونات دولار من الناتج المحلي الإجمالي ، وأكثر من ثلث مليار شخص يتعرضون لتأثيرات مباشرة أو غير مباشرة لارتفاع مستوى سطح البحر.

كما سنرى لاحقًا في هذا الدرس ، ستتضاعف التكاليف في العديد من المناطق الساحلية من خلال التأثير الإضافي للضرر الأكبر للإعصار.


9.3 مستوى سطح البحر - علوم الأرض

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يجوز إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


9.3 مستوى سطح البحر - علوم الأرض

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يجوز إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


ناسا تقيس هذا التغيير من الفضاء. باستخدام القمر الصناعي 2 لارتفاع الجليد والسحابة والأرض ، أو ICESat 2 ، يمكن للعلماء حساب التغير في ارتفاع الصفائح الجليدية إلى جزء من البوصة ، مما يسمح لهم بحساب كيفية مساهمة الصفائح الجليدية المتغيرة في ارتفاع مستوى سطح البحر. من خلال الأقمار الصناعية لاستعادة الجاذبية وتجربة المناخ ، أو GRACE-FO ، وهي شراكة مع مركز الأبحاث الألماني لعلوم الأرض ، يمكن للعلماء حساب كتلة الجليد المفقودة من هذه المساحات الشاسعة عبر جرينلاند وأنتاركتيكا.

ساهمت الصفائح الجليدية وحدها بنحو 1.2 ملم سنويًا في ارتفاع مستوى سطح البحر بين عامي 2002 و 2017 ، حسب حساب العلماء من خلال مقارنة البيانات من الأقمار الصناعية GRACE و GRACE-FO.

منذ عام 2006 ، ذاب ما متوسطه 318 جيجا طن من الجليد سنويًا من الصفائح الجليدية في جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية ، حسب العلماء من خلال مقارنة البيانات من أول ICESat و ICESat ‑ 2.

يكفي غيغا طن واحد لتغطية سنترال بارك في مدينة نيويورك في الجليد بعمق 1000 قدم.

إن الأنهار الجليدية في أماكن مثل ألاسكا وجبل آسيا المرتفع وأمريكا الجنوبية والقطب الشمالي الكندي عرضة لارتفاع درجات حرارة الهواء. على مدى العقد الماضي ، كانت جميع الأنهار الجليدية تقريبًا تتقلص. سواء كانت الأنهار الجليدية تفرغ مباشرة في المحيط ، أو في الأنهار التي تصل في النهاية إلى البحر ، فإن المياه الذائبة من هذه الأنهار الجليدية الأصغر تساهم في ارتفاع مستوى سطح البحر بقدر مساهمة المياه الذائبة من الصفائح الجليدية الضخمة.


آثار الجاذبية والدوران

بالإضافة إلى اشتقاق معادلة تكاملية متسقة ذاتيًا تصف تغير مستوى سطح البحر ، أوضح Farrell and Clark (1976) أيضًا أنه عندما يكون تغيير GMSL سريعًا (بالمقارنة مع عمليات التشوه) ، فإن عنصر المجال القريب المهيمن هو التغيير في الجاذبية المباشرة التي تمارسها الصفائح الجليدية. عندما تفقد الصفائح الجليدية كتلتها يتناقص تأثير الجاذبية على مياه المحيطات وفي الحقل القريب ينخفض ​​مستوى سطح البحر (الشكلان 6 و 9). هناك تأثير مماثل بسبب الجاذبية الذاتية للمياه في أحواض المحيط التي تعمل على زيادة عمق مياه المحيطات باتجاه مركز المحيطات.

مثال على بصمات مستوى سطح البحر لمياه ذوبان القطب الجنوبي (اللوحة السفلية) وجرينلاند (اللوحة العلوية). المياه الذائبة الناتجة من كل صفيحة جليدية تخلق حجمًا مختلفًا لمستوى سطح البحر اعتمادًا على الموقع بالنسبة إلى منطقة المصدر. القيمة المرسومة في كل لوحة هي الكمية الخالية من الأبعاد (( Delta zeta _ <<< text>>> ( phi) - Delta zeta _ <<< text>>> ( phi)) / Delta zeta _ <<< text>>> ( phi) ) حيث Δζgmsl (ϕ) هو متوسط ​​مستوى سطح البحر العالمي يضاف إلى المحيطات خلال فترة زمنية قصيرة (فورية بشكل فعال). تكون الكنفات بزيادات قدرها 0.25 للقيم الموجبة و 1.0 للقيم السالبة. إشارة المجال البعيد هي سمة فريدة لمنطقة المصدر

في حين أن التغيير في حجم المياه الموجودة في أحواض المحيطات لا يزال هو المكون المهيمن لتغير مستوى سطح البحر في المجال البعيد على نطاقات زمنية أطول ، إلا أن هناك تأثيرات حجمية من الدرجة الثانية. على وجه الخصوص ، قد تتأثر منطقة المحيط بهجرة السواحل وقد يتغير حجم المحيط نتيجة لتشوه قاع المحيط وتأثيرات الجاذبية والتناوب على عمق مياه المحيط.

يعتبر تكوين وحجم حمل المياه حساسين لموقع الخط الساحلي ، والذي قد يهاجر في بعض الحالات بترتيب آلاف الكيلومترات (على سبيل المثال ، Lambeck وآخرون 2003). يؤثر موضع خط التأريض للغطاء الجليدي أيضًا على هندسة ليس فقط حمل الماء ، ولكن أيضًا حمل الجليد (Milne 1998).

عندما تتراكم الصفيحة الجليدية ، فإن الضغط المطبق على سطح الأرض يؤدي إلى تدفق الكتلة في الوشاح السفلي من أسفل الغطاء الجليدي إلى خارج الغطاء الجليدي. يتحد الارتفاع القشري الناتج مع تأثيرات الجاذبية المصاحبة لخفض مستوى سطح البحر في حلقة واسعة تحيط بالصفيحة الجليدية. في أدبيات GIA ، تسمى هذه المنطقة بالانتفاخ المحيطي. في كثير من الحالات ، يتم غمر الانتفاخ المحيطي للصفائح الجليدية تحت المحيط. بعد تراجع الغطاء الجليدي ، يؤدي هبوط القشرة من انتفاخ محيطي مغمور إلى زيادة حجم المحيط (Johnston 1993) من خلال العملية المعروفة باسم شفط المحيطات (Mitrovica and Milne 2002 Milne et al. 2009 انظر أيضًا الشكلين 6 و 8). هذا التأثير هو الآلية السائدة التي أدت إلى الانخفاض الملحوظ على نطاق واسع في مستوى سطح البحر منذ منتصف الهولوسين (على سبيل المثال ، Hallman et al. 2018 Yokoyama et al. 2019a، b Fukuyo et al. 2020).

في أي نقطة على سطح الأرض ، يتم تعويض تسارع الجاذبية الذي تتعرض له كتلة جزئيًا بواسطة قوة الجاذبية بسبب دوران الأرض. وبالتالي ، فإن التغييرات في اتجاه محور دوران الأرض أو سرعة دورانها ستغير مكون الجاذبية المركزية للتسارع الذي يختبره عمود الماء وبالتالي تؤثر على مستوى سطح البحر (Mitrovica et al.2005، 2011). على نطاقات زمنية قصيرة ، يرجع تأثير الدوران المهيمن إلى إعادة توزيع الكتلة السطحية بين الصفائح الجليدية والمحيطات. على نطاقات زمنية أطول ، يتأثر دوران الأرض بشكل أكبر بإعادة توزيع الكتلة الناتجة عن الحمل داخل الوشاح. نتيجة للتغذية المرتدة المعقدة بين هندسة حمل المياه وتغير مستوى سطح البحر ، يتطلب حل معادلة مستوى سطح البحر تكرارات متعددة لتحديد هندسة حمل المياه بدقة (على سبيل المثال ، Kendall 2005).

مؤشرات مستوى سطح البحر النسبية من المواقع الوسيطة تقيد كلاً من انهيار الانتفاخ المحيطي وإشارة الجاذبية المباشرة للصفائح الجليدية (الشكل 8). تعتبر هذه المواقع حاسمة في تقسيم إشارة GMSL الإجمالية بين الصفائح الجليدية المختلفة (على سبيل المثال ، Nakada et al. 2018) ، ومع ذلك ، فإن الارتفاع في مستوى سطح البحر منذ أن غمرت LGM معظم مؤشرات مستوى سطح البحر من هذه المنطقة الحرجة. في سياق التغير الحديث في مستوى سطح البحر ، تلعب النمذجة الدقيقة لآثار GIA الجارية دورًا مهمًا في إسناد التغيرات الأخيرة في مستوى سطح البحر بين الصفائح الجليدية الفردية والأنهار الجليدية.

في نطاقات زمنية قصيرة ، تكون إشارة التشوه صغيرة نسبيًا. يسمح هذا بالتوزيع الإقليمي لخسارة كتلة الأنهار الجليدية والغطاء الجليدي من أنماط التغير العالمي في مستوى سطح البحر من خلال عملية تسمى "بصمة مستوى سطح البحر" (كما هو موضح في الشكل 9). تم متابعة هذا الاحتمال بسرعة من قبل Clark and Lingle (1977) ، ومع تحسن الموارد الحسابية ، أصبحت الجهود الأكثر تفصيلاً التي تتضمن عنصر التناوب ممكنة (على سبيل المثال ، Mitrovica et al. 2011). استغلال هذه المنهجية ، Hay et al. (2013) طور تقنية معالجة مرشح كالمان لاستخراج السلاسل الزمنية لمساهمات الصفيحة الجليدية لتغير مستوى سطح البحر من مجموعات بيانات مقياس المد. في الآونة الأخيرة ، تم توسيع منهجية بصمات الأصابع لتشمل أيضًا إشارة الجاذبية لإعادة توزيع الكتلة السطحية التي تمت ملاحظتها بواسطة قياس الجاذبية بالأقمار الصناعية (على سبيل المثال ، Hsu و Velicogna 2017).

تتطلب "بصمات الأصابع" إشارة فريدة تعتمد فقط على الموقع التقريبي لمصادر المياه الذائبة المعنية. ولكي يحدث ذلك ، يجب أن تطلق الصفائح الجليدية المعنية كتلتها في المحيطات خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا. إذا حدث فقدان كتلة الصفيحة الجليدية على مدار نطاق زمني يمكن أن يحدث فيه تشوه لزج مرن كبير ، فسيكون هناك غموض متأصل بين النموذج الريولوجي ومعلمات الصفيحة الجليدية. في هذه الفترات الزمنية الأطول ، يمكن استخدام طرق الانعكاس القياسية لتقييد معلمات النموذج المختلفة ، ولكن لا يمكن اعتبار ذلك بمثابة "بصمة".


مستوى البحر والمد والجزر والمخلفات في ميناء الإسكندرية الشرقي ، مصر

تركز الدراسة الحالية على تحليل شامل لمستوى سطح البحر في ميناء الإسكندرية الشرقي (AEH). تستند الدراسة إلى سجلات مستوى سطح البحر كل ساعة من 10.06.2018 إلى 15.06.2020 ، من جهاز جديد غير مكلف لقياس مستوى سطح البحر (IDSL) ، تم تركيبه في AEH في يونيو 2018. قبل التحليل ، تمت الإشارة إلى سجلات مستوى سطح البحر متوسط ​​المياه المنخفضة المنخفضة (MLLW) في المرفأ 429 سم. تم استخدام حزمة T_TIDE لتوليد المد والجزر الفلكي. تم حساب المخلفات عن طريق طرح الارتفاعات الفلكية من مستويات البحر المرصودة.

كشفت النتائج عن متوسط ​​مستوى سطح البحر 24.6 سم. تم تحديد السلوك الموسمي لمستوى سطح البحر بأقل المتوسطات الشهرية في الربيع وأعلىها في الصيف والشتاء. المد والجزر في المرفأ من النوع شبه النهري بمتوسط ​​مستوى مد يبلغ 0.05 سم. 23 من مكونات المد والجزر 36 مهمة ، مع SSa و M.2 المكونات ذات الاتساع الأكبر 5.4 سم و 5.1 سم على التوالي. كشفت النتائج عن نسبة 4.7 بين نطاقات الربيع و neap. تساهم المخلفات بنسبة 99.0٪ في مستوى سطح البحر المسجل. تم حساب عامل مخاطر التصميم وفترات العودة للنطاقات الإيجابية لمستوى سطح البحر وإدخالها في العمل الحالي.


9.3 مستوى سطح البحر - علوم الأرض

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يجوز إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


افتتاحية

تمتد منطقة بحر وادن على مسافة 500 كيلومتر تقريبًا على طول ساحل بحر الشمال من هولندا إلى الدنمارك. وتتكون من سلسلة من الجزر الحاجزة التي تؤوي منطقة من المسطحات المدية الممتدة والمستنقعات المالحة التي يتم تشريحها بواسطة قنوات المد والجزر والجداول. علاوة على ذلك ، فإن العديد من مصبات الأنهار هي جزء من هذه المنطقة المعروفة بديناميكا التشكل المثيرة للاهتمام. تشكل العملية الطبيعية للتعرية المستمرة ونقل وترسب الرواسب شكل مورفولوجيا المنطقة ، والتي لها قيمة بيئية عالية ، وخاصة مورفولوجيا المد والجزر التي تدعم مجموعة واسعة من الحياة البرية.

تمتد منطقة بحر وادن على مسافة 500 كيلومتر تقريبًا على طول ساحل بحر الشمال من هولندا إلى الدنمارك. وتتكون من سلسلة من الجزر الحاجزة التي تؤوي منطقة من المسطحات المدية الممتدة والمستنقعات المالحة التي يتم تشريحها بواسطة قنوات المد والجزر والجداول. علاوة على ذلك ، فإن العديد من مصبات الأنهار هي جزء من هذه المنطقة المعروفة بديناميكا التشكل المثيرة للاهتمام. تشكل العملية الطبيعية للتعرية المستمرة ونقل وترسب الرواسب شكل مورفولوجيا المنطقة ، والتي لها قيمة بيئية عالية ، وخاصة مورفولوجيا المد والجزر التي تدعم مجموعة واسعة من الحياة البرية.

إن التشكل بين المد والجزر يتم الحفاظ عليه من خلال توازن إمدادات الرواسب من ناحية والحاجة إلى تراكم الرواسب الناجم عن ارتفاع مستوى سطح البحر وهبوط قاع البحر وتأثير التدخلات في النظام الطبيعي من ناحية أخرى. تثير المناقشة حول تأثير تسارع ارتفاع مستوى سطح البحر الناجم عن الاحتباس الحراري وعواقب أنشطة التعدين في منطقة وادن نفسها القلق بشأن التنمية المستقبلية لميزانية الرواسب لبحر وادن والتأثير المحتمل على المسطحات المدية. .

هذا العدد الخاص من المجلة الهولندية لعلوم الأرض / Geologie en Mijnbouw (NJG) هو نتيجة دراسة حول هذا الموضوع بتكليف من أكاديمية Wadden (Waddenacademie) والبرنامج نحو بحر وادن غني (Programma naar een Rijke Waddenzee). تدرك كلتا المنظمتين تمامًا أن العديد من أصحاب المصلحة في منطقة بحر وادن بهولندا يفكرون في سيناريوهات مستقبلية لارتفاع مستويات سطح البحر والهبوط والترسب في هذه المنطقة. لذلك ، فقد اتخذوا زمام المبادرة لإنتاج تقرير حديث عن الارتفاع المستقبلي لمستوى سطح البحر ، والانخفاض الناجم عن إنتاج الغاز والملح ، والترسب في أحواض المد والجزر وتفاعلاتها. تقدم الدراسة سيناريوهات تتضمن تفسيرات لحالات عدم اليقين وأسبابها الكامنة التي تستند إلى المعرفة التي تم تطويرها في السنوات الأخيرة من قبل مختلف المبادرات والمجموعات البحثية ، في كل من هولندا ودول بحر الشمال المحيطة.

لكل من العمليات - ارتفاع مستوى سطح البحر والهبوط والترسيب - تمت دعوة عالم مستقل ومعروف لتجميع مجموعة من الخبراء من مختلف الجامعات والمؤسسات من أجل الوصول إلى أفضل فهم ممكن ونظرة عامة مدعومة على نطاق واسع للمعرفة الحالية المتعلقة بالتطورات المستقبلية. أنتجت كل مجموعة لمحة شاملة عن موضوعها يمكن اعتباره حالة من الفن. علاوة على ذلك ، يتم الجمع بين المعلومات الأساسية في توليف يرسم التفاعل بين ارتفاع مستوى سطح البحر وعمليات الهبوط ونقل الرواسب ويتنبأ بنتائجها ، وبالتالي ، التطور المستقبلي للمسطحات الواقعة بين المد والجزر في بحر وادن الهولندي للقرن المقبل.

نظمت المنظمة الهولندية للبحث العلمي (NWO) مراجعة مستقلة للأقران لمختلف مكونات الدراسة. تمت مراجعة المكونات الثلاثة للعمليات من قبل ثلاثة خبراء دوليين مشهورين في الموضوعات المعنية ، كما قدم جميع المراجعين التسعة تعليقات على التجميع. تمت مشاركة التقارير مجهولة المصدر وتنفيذ تعليقات المراجعين من قبل المؤلفين مع المنظمات التي كلفت بالدراسة ومع NJG محرري هذا العدد الخاص.

المبادرون في هذا العمل ، بمعنى. قررت أكاديمية وادن وبرنامج نحو بحر وادن غني عدم نشر الدراسة كتقرير ولكن كعدد خاص من المجلة الهولندية لعلوم الأرض / Geologie en Mijnbouw. لذلك يتكون هذا العدد الخاص من أربع مساهمات.

الورقة الأولى ، بقلم فان دير سبيك، عبارة عن تجميع للمعلومات الواردة في الأوراق الثلاث اللاحقة حول تغير مستوى سطح البحر والهبوط وميزانية الرواسب في الجزء الهولندي من بحر وادن. تلخص هذه الورقة توقعات مستوى سطح البحر للقرن الحادي والعشرين ، والهبوط المتوقع أن يكون بسبب استخراج الغاز والملح والعواقب على ميزانيات الرواسب لأحواض المد والجزر الفردية.

الورقة التي كتبها Vermeersen et al. هو جهد تعاوني لمجموعة تضم أكثر من 20 خبيرًا من كل من هولندا والدول المجاورة. تضم المجموعة باحثين من تخصصات متنوعة مثل الجيولوجيا وعلوم المحيطات وعلم الجليد والجيوفيزياء والهندسة يعملون على إعادة بناء متوسط ​​مستويات البحر القديم ، ورصد مستوى المياه من مقاييس المد والجزر والأقمار الصناعية والنمذجة. يصفون أسباب التغيرات العالمية والإقليمية في مستوى سطح البحر ، ويناقشون الملاحظات على مستوى سطح البحر العالمي والمستويات المحلية في بحر الشمال وبحر وادن ويجمعون المعلومات في ميزانيات مستوى سطح البحر. علاوة على ذلك ، فإنها تنتج توقعات لتغير مستوى سطح البحر في بحر وادن الهولندي للقرن الحادي والعشرين لسيناريوهات مناخية مختلفة على النحو المحدد في تقرير التقييم الخامس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC AR5).

فوكر والمؤلفون المشاركون معه من TNO-Applied Geosciences وجامعة Delft للتكنولوجيا (فوكر وآخرون) تلخيص الأسباب الطبيعية والبشرية لهبوط الأرض وشرح استخدام النماذج في التنبؤ بالحركة الرأسية للأرض المرتبطة باستخراج السوائل (النفط والغاز) أو الكتلة (الملح الصخري) من باطن الأرض. علاوة على ذلك ، يشرحون العمليات الفيزيائية المعنية ، ويصفون آليات الضغط ويظهرون كيف تنتشر استجابة الطبقة تحت السطحية لهذه العمليات والآليات إلى السطح ، مما يتسبب في الهبوط. يقدمون نظرة عامة على البيانات من منطقة بحر وادن ويناقشون كيفية الجمع بين النماذج والقياسات. أخيرًا ، قاموا بتجميع لمحة عامة عن امتيازات إنتاج الغاز والملح الصخري ، ومعدلات الهبوط الحالية ذات الصلة (2018) والتراجع الإجمالي المتوقع في عامي 2030 و 2050. ولا يقدمون معلومات عن عام 2100 لأنه من غير المعروف ما إذا كان سيكون هناك أي استخراج. السوائل أو الملح من أعماق بحر وادن بعد عام 2050.

وانغ وزملاؤه من Deltares و Rijkswaterstaat (وانغ وآخرون.) عرض ميزانية الرواسب في الجزء الهولندي من بحر وادن على مدار القرن الماضي وإظهار أنه خلال تلك الفترة ، ساد تأثير الهندسة واسعة النطاق (بناء السدود في Zuiderzee و Lauwerszee) على عواقب الارتفاع النسبي في مستوى سطح البحر. يتم تحديد تطور النظم الساحلية من خلال حالة ميزانية الرواسب الخاصة بها ويمكن وصف الأخير من حيث "العرض والطلب". تفسح التأثيرات المشتركة لارتفاع مستوى سطح البحر وهبوط قاع البحر مجالًا إضافيًا للترسيب ("الطلب") الذي يجب ملؤه بالرواسب المستوردة من المنطقة الساحلية لبحر الشمال. يقدم المؤلفون لمحة عامة عن العمليات الفيزيائية التي تقود النقل الصافي للرواسب ويقدمون نموذجًا مفاهيميًا جديدًا لتبادل الرواسب بين قنوات المد والجزر والمسطحات. بعد شرح أساسيات النمذجة التشكلية ، قاموا بحساب المعدلات القصوى لارتفاع مستوى سطح البحر النسبي الذي يمكن تعويضه عن طريق استيراد الرواسب من ساحل بحر الشمال. تختلف قيم الأجزاء الغربية والشرقية من بحر وادن الهولندي اختلافًا كبيرًا. من خلال الجمع بين توقعات ارتفاع مستوى سطح البحر والهبوط ومقارنتها مع هذه المعدلات القصوى ، يمكن تحديد التطور المستقبلي لميزانيات الرواسب لكل حوض من المد والجزر. أخيرًا ، وانج وآخرون. مناقشة تأثير إمدادات الرواسب غير الكافية على المسطحات المدية.


5 الآثار المترتبة على الفيضانات الساحلية

نظرًا لأن توقعاتنا توفر توزيعات احتمالية كاملة ، فيمكن دمجها مع توزيعات القيمة القصوى لتقدير العدد المتوقع للسنوات التي يتجاوز فيها الفيضان ارتفاعًا معينًا ، مدمجًا خلال فترة زمنية معينة. لاحظ أن هذا يختلف عن العدد المتوقع لأحداث الفيضانات في عام واحد ، والسؤال هنا ليس ، "ما هو احتمال حدوث فيضان على الأقل X، بالنظر إلى التغير المتوقع في مستوى سطح البحر في عام 2050؟ " ولكن ، "في كم سنة بين 2000 و 2050 نتوقع فيضانات على الأقل ارتفاع X، بالنظر إلى المسار المتوقع لتغير مستوى سطح البحر؟ " يوضح الجدول 4 العدد المتوقع للسنوات تحت كل RCP مع أحداث الفيضانات الحالية "1 في 10 سنوات" (احتمال 10٪ سنويًا) و "1 في 100 عام" (احتمال 1٪ سنويًا) لمجموعة مختارة من المواقع خلال الأعوام 2001 - 2030 ، و 2001 - 2050 ، و 2001 - 2100. يوضح الشكل 7 الجزء المتوقع من السنوات مع حدث واحد على الأقل في مقاييس المد والجزر في مدينة نيويورك وكي ويست وكوكسهافن وكوشيموتو لمجموعة من الارتفاعات ونفس الفترات الزمنية وفقًا لمقاييس المد والجزر الإضافية 8.5 RCP وتظهر في دعم المعلومات الشكل S10.


شاهد الفيديو: العوامل المؤثرة فى منسوب سطح البحر وتكوين الرواسب.