Новые методы обработки спутниковых данных раскрывают картину повышения уровня моря у побережья
Для сотен миллионов людей, живущих в прибрежных регионах по всему миру, повышение уровня моря, вызванное изменением климата, представляет прямую угрозу. Для планирования защитных мер властям необходима точная информация о росте уровня моря вблизи береговой линии. Получить такие измерения со спутников сложно, но новое исследование, финансируемое Европейским космическим агентством (ESA), демонстрирует, как специальный метод обработки данных спутниковой альтиметрии теперь позволяет определять изменения уровня моря в прибрежных зонах с точностью до миллиметра в год, даже если море покрыто льдом.
Используя в качестве объекта исследования Балтийское море, эта новая методика обработки, показывающая региональные различия в подъеме воды, значительно улучшает и расширяет прежние карты трендов. Результаты показывают, что в период с 1995 по 2019 год уровень моря повышался со скоростью 2–3 мм в год на юге, вдоль немецкого и датского побережий, по сравнению с 6 мм на северо-востоке, в Ботническом заливе.
Спутники с радарными альтиметрами отслеживают изменение высоты поверхности океана с начала 1990-х годов. В среднем глобальный средний уровень моря повышается более чем на 3 мм в год, и эта скорость роста в последние годы увеличивается. Однако этот средний показатель не отражает полной картины: у побережья рост может превышать глобальное среднее значение из-за сложной динамики океана. Традиционно измерения вблизи береговой линии были затруднены из-за искажения радиосигнала рельефом и наличия морского льда.
«Для защиты людей и инфраструктуры — например, путем строительства защитных сооружений от наводнений, укрепления портов или повышения дамб — нам нужны надежные прогнозы тенденций уровня моря», — сказал Флориан Зайц, директор Немецкого исследовательского института геодезии при Мюнхенском техническом университете.
В рамках проекта ESA Baltic SEAL исследователи разработали алгоритмы для обработки данных с различных спутниковых альтиметров (включая миссии Jason, Envisat, CryoSat и Copernicus Sentinel-3), что позволило получать точные измерения изменений уровня моря в прибрежных районах и в разводьях (трещинах) во льду. Ключевым достижением стала возможность измерять уровень моря зимой и улучшить разрешение данных вблизи суши. В результате была создана высокоточная сетка данных с разрешением 6–7 км, охватывающая весь регион Балтийского моря.
Помимо региональных различий в подъеме воды, данные выявили, что сильный рост уровня на северо-востоке Балтики (6 мм/год) не представляет прямой угрозы для жителей из-за послеледникового поднятия суши (гляциоизостазии), которое в этом регионе достигает 1 см в год. Исследователи также создали комплексный набор данных для Северного моря, где уровень растет на 2.6 мм в год, а в Немецкой бухте — на 3.2 мм в год.
«С этими данными исследователи могут проверять свои климатические модели, а государственные органы — планировать соответствующие защитные меры», — отмечает доктор Зайц. Набор данных Baltic SEAL находится в свободном доступе онлайн.