O aumento do nível do mar presente é um fenómeno desencadeado durante o XX th século resultante de aquecimento global . O nível médio do mar variou consideravelmente durante a era Quaternária , caindo mais de 100 m durante cada idade do gelo . Muito estável por cerca de 2.500 anos, o nível do mar começou a subir no final do XX ° século . Entre 2006 e 2015, aumentou 3,6 mm / ano . Existem dois tipos principais de meios de medição do nível do mar: marégrafos , instalações fixas e altimetria de satélite .
Esse aumento é resultado principalmente de dois fenômenos, um deles resultante do aquecimento global. O primeiro é a fusão de uma parte do gelo continental ( polares gelo folhas e geleiras de montanha). O outro é o fenômeno da expansão térmica das massas de água do oceano sob o efeito do aumento da temperatura. Ao lado dessas duas causas principais, existem outras contribuições que não necessariamente têm uma ligação direta com o aquecimento global. O primeiro deles é a exploração de um grande número de aquíferos terrestres além de sua capacidade de renovação.
A expansão térmica e a perda de massa das camadas de gelo polares são dois fenômenos extremamente lentos, que não respondem totalmente a um aquecimento repentino do clima até depois de alguns séculos. Isso significa que, mesmo que o aquecimento global pudesse ser interrompido rapidamente, os níveis dos oceanos continuariam a subir ao longo do terceiro milênio . Estabelecer previsões quantitativas de longo prazo, mesmo para um determinado cenário climático, continua muito difícil.
As consequências mais importantes previsíveis da subida do nível do mar são o recuo da costa, o desaparecimento de territórios insulares de baixa altitude, a intrusão de água salgada em aquíferos de água doce perto da costa, a destruição de ecossistemas costeiros e a perda de património cultural e histórico .
O nível médio do mar em toda a Terra - nível eustático - pode ser diferente do seu nível médio em um determinado local - Nível Médio do Mar Local (NMLM) -.
O Nível Médio do Mar Local (NMLM) é definido como a altura do mar a partir de um ponto de referência em terra, e a média é calculada durante um período de tempo suficientemente longo (um mês, um ano) para que o valor seja independente das flutuações causadas pelas ondas e marés. Deve-se também ajustar as variações do NMLM para levar em conta os movimentos verticais da Terra que podem ser da mesma ordem (alguns mm / ano) que as mudanças no nível do mar. Alguns movimentos da terra ocorrem devido a um isostática ajuste do manto da terra devido ao derretimento das camadas de gelo no final da última era do gelo : de fato, o peso de uma camada de gelo faz com que a terra subjacente a cair e quando o gelo derrete, a terra sobe ou "rebotes" ( rebote pós-glacial ). A pressão atmosférica, as correntes oceânicas e a força de Coriolis, bem como as mudanças na temperatura do oceano (e, portanto, no volume) também podem afetar o NMLM.
As variações " eustáticas " (em oposição às variações locais) referem-se à alteração do nível global do mar, como mudanças no volume da água do oceano e mudanças no volume das bacias oceânicas.
Todos esses elementos combinados também explicam que a elevação real ou aparente do mar varia geograficamente quando o nível médio de um oceano (Atlântico, por exemplo) aumenta. Um oceano pode até subir globalmente, com um nível de guia do mar que cairia ligeiramente em algumas costas e subiria mais do que a média em outras, mesmo em áreas próximas como a costa inglesa e continental que o enfrenta.
Em uma escala de centenas de milhares de anos, o nível do mar variou com as glaciações . Estava perto de seu nível atual durante os períodos interglaciais e cem metros mais baixo durante as idades do gelo .
Mudanças no nível do mar em escalas de tempo geológicas são chamadas de transgressão marinha (aumento do nível) e regressão marinha (queda do nível).
Desde o último máximo glacial , há 20 mil anos, o nível do mar aumentou mais de 125 m , como resultado do derretimento das camadas de gelo na América do Norte e na Eurásia . A taxa de aumento do nível do mar então variou de menos de 1 mm / ano a mais de 40 mm / ano . Uma taxa muito rápida ocorreu durante o pulso de derretimento 1A cerca de 14.600 anos atrás, durante o qual o nível do mar subiu 20 m ao longo de 500 anos (40 mm / ano ). A elevação do nível do mar começa a diminuir cerca de 8.200 anos atrás (parte inicial do Holoceno ) e torna-se muito baixa a partir de 6.700 anos. O nível do mar fica então apenas cerca de 4 m abaixo do nível atual. Ele aumenta ligeiramente novamente até um 4200 anos e é agora menos de 1 m abaixo do nível do início do XX ° século. O nível do mar é praticamente constante ao longo dos últimos 4200 anos (segunda metade do Holoceno ), para o renascimento contemporâneo de elevação que começa no início do XX ° século. Nesse período, a variação do nível do mar é da ordem de 0,1 mm / ano .
A avaliação da subida do nível eustático é feita sintetizando as medidas dos marégrafos e dos satélites.
De acordo com a síntese do conhecimento científico publicada em 2019 pelo IPCC , o nível do mar aumentou 0,16 m ( intervalo de confiança provável de 0,12 a 0,21 m ) entre 1902 e 2015.
A taxa de aumento do nível do mar aumentou desde a década de 1990 . Os dados dos satélites tendem a indicar uma aceleração no aumento do nível do mar maior do que os dados dos marégrafos. Medir a aceleração do aumento do nível do mar é complexo porque as medições, sejam de marégrafos ou satélites, são perturbadas por muitos parâmetros. Entre 1901 e 1990, o nível do mar aumentou cerca de 1,4 mm / ano . De acordo com a síntese 2019 do IPCC , a taxa de aumento do nível do mar foi de 3,2 mm / ano entre 1993 e 2015, e 3,6 mm / ano entre 2006 e 2015.
O aumento do nível do mar observada desde o final do XX th século e cedo no futuro é essencialmente uma consequência do aquecimento global , o estudo não pode ser separado dela. De acordo com a síntese de 2019 do IPCC , durante o período 2006-2015, o nível do mar aumentou 3,58 mm / ano em média, enquanto a soma das contribuições, estimada a partir da síntese de inúmeras publicações científicas , é de 3 mm / ano : há, portanto, uma lacuna entre as medições e as contribuições avaliadas. A figura ao lado apresenta as principais contribuições, que são a expansão térmica da água e o degelo das geleiras. A contribuição negativa e corresponde à variação da quantidade de água armazenada nos continentes no estado líquido: reservatórios e lençóis freáticos.
Muitos efeitos locais, periódicos ou episódicos, afetam o nível do mar. A ligação entre esses fenômenos e o aumento eustático do nível do mar é dupla. Por um lado, do ponto de vista metrológico, esses efeitos devem ser subtraídos das medições para extrair a tendência de longo prazo, e a existência de fenômenos regionais explica a necessidade de medições em todo o planeta. Por outro lado, em termos de previsão de risco, esses efeitos se somam ao aumento geral do nível do mar: para descrever os riscos para uma determinada área do mundo, é o nível máximo previsível que deve ser levado em consideração.
As marés astronômicas diurnas e semidiurnas, fenômenos periódicos cuja amplitude total pode variar de 20 cm a 16 m conforme os locais, são fáceis de medir e subtrair da tendência de longo prazo, devido à sua curta periodicidade.
Por outro lado, existem diferentes fenômenos de marés de longa duração , com intervalos de 14 dias ou mais. Devido a vários fenômenos astronômicos, eles têm amplitudes relativamente baixas. O componente mais longo é um ciclo que abrange 18,6 anos, durante o qual o nível médio da água alta aumenta 3% ao ano durante 9 anos, depois diminui 3% durante 9 anos e assim por diante. Este fenômeno está relacionado ao ciclo nodal da Lua .
Este ciclo agrava e então diminui os efeitos do aumento do nível do mar induzido pelo aquecimento global . De acordo com o IRD , nos locais onde a amplitude das marés é naturalmente elevada (por exemplo na baía do Monte Saint-Michel ), este ciclo contribuirá nos anos 2008-2015 proporcionalmente mais para a subida do nível do mar cheio, ou grandes marés altas que apenas o aquecimento global (até + 50 cm , ou seja, 20 vezes a expansão térmica dos mares, consecutivas ao aquecimento global). Por outro lado, de 2015 a 2025, a fase de declínio desse ciclo deve levar a uma aparente desaceleração do fenômeno da ascensão do oceano e, provavelmente, da erosão da linha costeira que geralmente está associada a ele.
O efeito do barômetro inverso é uma variação no nível do mar sob a influência da pressão atmosférica : o mar fica saliente sob uma depressão e oco sob um anticiclone . Essa variação é de aproximadamente 1 cm para 1 hPa . As variações da pressão atmosférica foram maiores em altas latitudes , o desvio padrão ao longo do ano desse fenômeno é inferior a um centímetro nas regiões equatoriais, e chega a 7 cm próximo ao Oceano Ártico . Um exemplo de manifestação deste efeito encontra-se com a Oscilação do Atlântico Norte , uma flutuação climática geralmente expressa pela diferença de pressão atmosférica entre a Alta dos Açores e a Depressão da Islândia , que tem impacto no nível do mar, no Norte da Europa.
O efeito pode ser calculado e, portanto, corrigido nas medições do nível do mar, o que naturalmente requer um conhecimento preciso dos valores da pressão atmosférica, o que às vezes é incorreto nas séries de dados antigos.
O vento também causa um efeito no nível do mar.Em sua expressão mais simples, a resposta estática a uma pressão constante do vento é um gradiente do nível do mar na direção do vento. Em alguns mares, o vento é a principal causa das flutuações sazonais do nível do mar, como é o caso do Mar Vermelho , onde o regime dos ventos induz uma oscilação sazonal da ordem dos 25 cm .
A salinidade da água também influencia a sua densidade, este é o chamado efeito halostérico: assim, a densidade da água do mar é, à mesma temperatura, 2,5 % superior à da água doce. No conjunto dos oceanos, a salinidade média não varia de forma mensurável, pelo que este efeito não interfere no nível médio do mar. No entanto, as diferenças de salinidade de uma região para outra influenciam o nível local do mar: as áreas onde a água é menos salgada são arredondadas , para estabelecer o equilíbrio hidrostático com as áreas mais salgadas e densas). Assim, a variação local da salinidade, devido em particular ao abastecimento de água doce pelos rios, chuva e gelo a derreter, está envolvida na evolução do nível do mar numa determinada região.
Por um mecanismo comparável, variações na temperatura da superfície de uma zona para outra induzem diferenças no nível do mar: em uma zona mais fria, a densidade da água na superfície será maior, o que resultará em uma anomalia negativa no nível do mar. Este efeito leva a disparidades regionais significativas. Por exemplo, entre os anos 1960 e 1990, o nível do mar no Mediterrâneo Oriental diminuiu, ao contrário da tendência mundial, devido à diminuição das temperaturas nesta região.
Esses efeitos são muito importantes para prever os riscos do nível do mar em uma escala regional: se as temperaturas em uma determinada região aumentarem menos do que a média mundial, o nível do mar também aumentará menos ali, e vice-versa. Da mesma forma, se observarmos um aumento na salinidade, isso diminuirá o aumento do nível do mar e vice-versa.
Existe uma flutuação sazonal do nível do mar, no hemisfério norte a sua amplitude mínimo-máximo é de cerca de 12 mm , sendo o mínimo em março e o máximo em setembro. No hemisfério sul , a amplitude é a metade e a sazonalidade é invertida. Essa flutuação se deve ao acúmulo de diversos efeitos. Combina os fenômenos mencionados acima: maré anual, variações na pressão atmosférica, salinidade e temperatura. Também envolve uma variação sazonal na distribuição das massas de água entre os oceanos e os continentes: as massas continentais sendo distribuídas de forma muito assimétrica entre os dois hemisférios, a quantidade de água armazenada nos continentes (em lagos, solos, águas subterrâneas e gelo) é mais importante durante o inverno do hemisfério norte. Por esse motivo, mesmo o nível médio do mar em todo o planeta apresenta uma ligeira flutuação anual, da ordem de 1 cm .
O fenômeno climático El Niño resulta em uma considerável anomalia no nível do mar. Elevações anormais ocorrem ao longo do equador, mais de dois terços do Oceano Pacífico, até a costa sul-americana - no exemplo do El Niño 2015-2016, chega a 20 cm -, equilibrado por um vale de amplitude comparável mais a oeste e ao norte. Este efeito possibilita o uso de satélites altimétricos para medir a amplitude do El Niño, mas deve ser subtraído das medições para não enviesar a estimativa de longo prazo da evolução do nível do mar.
Os eventos meteorológicos associados a uma depressão ( tempestade , ciclones tropicais ) podem causar localmente um aumento repentino e massivo do nível do mar, resultando em inundações devastadoras. Este efeito é devido à associação de pressão, vento e força de coriolis . A probabilidade de inundações resultantes do acúmulo de uma onda de tempestade com fortes precipitações está aumentando devido ao aquecimento global, e a elevação do nível do mar irá gradativamente aumentar suas consequências.
Quantificar a elevação do nível do mar e, a fortiori, sua aceleração, apresenta inúmeras dificuldades metodológicas. Devemos extrair uma tendência da ordem de um milímetro por ano de todos os efeitos de curto e médio prazo: ondas, marés, tempestades, etc.
Os marégrafos são instalações fixas que medem localmente o nível do mar. Desenvolvidos historicamente para refinar o estudo das marés , também fornecem dados de longo prazo. O marégrafo sozinho não fornece informações conclusivas sobre o nível eustático, devido a fenômenos locais (tectônicos em particular). Portanto, é necessário acumular medições de um grande número de instalações ao redor do mundo. A distribuição dos marégrafos no mundo é incompleta, o que complica as pesquisas.
TecnologiaExistem, esquematicamente, três tipos de marégrafos. A primeira tecnologia desenvolvida, e ainda a mais utilizada, utiliza um flutuador que, por meio de um mecanismo, traça uma curva com um lápis sobre um rolo de papel acionado por um mecanismo de relógio . O flutuador é colocado em um poço de acalmação, ou seja, um tubo vertical aberto para a água por baixo e para o ar por cima, o que elimina o efeito das ondas. Uma segunda tecnologia preserva um poço de estabilização, mas substitui o flutuador por uma medição rangefinder realizada por um sensor - que era primeiro ultrassônico , da década de 1980 , mas, duas décadas depois, foi substituído por um telêmetro radar. O terceiro método consiste em medir a pressão : um sensor de pressão é fixado no solo, abaixo do limite inferior da maré (portanto estará sempre submerso). A pressão, da qual deduzimos a pressão atmosférica medida ao mesmo tempo por outro sensor, permite acompanhar o nível do mar, por meio da pressão hidrostática . Este método é muito preciso e não requer um poço de estabilização.
Redes de marésUm banco de dados global, denominado GESLA ( Global Extreme Sea Level Analysis ), foi estabelecido em 2009 . Seu objetivo é coletar medições feitas pelo menos uma vez por hora, ou seja, frequentes o suficiente para melhor descrever as variações do limite de água durante o desenvolvimento de ondas e tempestades. Já demonstrou que em 40 anos (entre 1970 e 2010 ), a extensão e a frequência dos níveis extremos do mar aumentaram em todo o mundo; em algumas partes do mundo, a altura do que constitui uma inundação de 50 anos aumentou mais de 10 cm por década.
Os Países Baixos são os mais afectados, este assunto faz parte das prioridades nacionais há várias décadas. Uma rede foi gradualmente organizada nos anos 2000 . Na França, em 2010 , a Rede de Observatórios do Nível do Mar (RONIM) contava com 32 marégrafos. Há também a Rede de Observação do Nível do Mar Subantártico e Antártico, cujos dados são processados pelo Laboratório de Geofísica Espacial e Oceanografia (LEGOS).
Limites dos medidores de maréA cobertura geográfica dos marégrafos, principalmente dos mais antigos, não é homogênea. Muito poucos conjuntos de dados podem ser usados para estudos com mais de cinquenta anos. Em particular, há um claro desequilíbrio entre os dois hemisférios: o hemisfério norte tem cerca de 90% dos marés do planeta. Muitos fornecer registros que datam do XIX ° século (a série contínua de dados mais antigo é o do marégrafo de Estocolmo , que remonta a 1825), marégrafos do hemisfério sul são ambos menores e menos de idade. Novos medidores de maré foram adicionados recentemente para melhorar a cobertura geográfica.
Além de sua distribuição geográfica limitada, os marégrafos são vulneráveis aos movimentos verticais do solo sobre o qual são construídos. São os fenômenos de subsidência ( assentamento vertical do solo), movimentos tectônicos e subsidência ou rebote do solo, quando confrontado com uma mudança na massa de sedimento ou gelo que ele suporta. Muitos estudos têm como objetivo quantificar e corrigir esses vieses de medição.
Os satélites responsáveis pela medição do nível do mar carregam um altímetro de radar trabalhando normalmente na banda Ku , ou seja, entre 12 e 18 Ghz. Este altímetro é apontado para o nadir , então os dados seguem a trilha do satélite no solo . O radar envia pulsos (algumas centenas de vezes por segundo), curtos (da ordem de 100 µs ) e de alta largura de banda . A medição do tempo de ida e volta do sinal de radar permite medir a distância que separa o satélite da superfície da água.
Esta informação não é suficiente: também é necessário conhecer a altitude do próprio satélite, em relação a um referencial terrestre, com uma precisão da ordem de um centímetro. Os satélites são colocados em uma órbita circular , que é mais estável e mais fácil de caracterizar. A caracterização extremamente precisa da órbita é obtida pelo posicionamento GPS , pelo sistema DORIS que funciona como um GPS invertido (transmissores no solo, receptor no satélite), pela telemetria a laser , ou pela combinação dessas técnicas. Para um satélite como o Topex / Poseidon, a estabilidade das alturas orbitais ao longo de 4 anos é de 10 mm .
O interesse científico da altimetria por radar de satélite foi reconhecido a partir dos anos 60, na época o objetivo principal era medir a forma da Terra , ou seja, as asperezas do geóide devido a anomalias gravitacionais . Após o sucesso dos primeiros experimentos, a prioridade passou a ser medir a evolução do nível do mar.Há também altímetros a laser, comumente usados para medir a posição de massas de gelo, mas que também se mostraram aplicáveis aos oceanos.
Lista de satélitesOs satélites a seguir carregam instrumentos dedicados à medição do nível do mar.
Uma vez que medições extremamente precisas são necessárias, existem fases de calibração complexas destinadas a corrigir os vários erros de medição possíveis. Algoritmos de processamento de dados são aplicados para corrigir várias fontes de erros de medição.
Cruzar a ionosfera afeta a velocidade de fase das ondas, criando um atraso que é função do nível de ionização e, portanto, varia consideravelmente dependendo da hora do dia, e também é afetado pelos ciclos de atividade da onda . Modelos numéricos são usados para corrigir essa dispersão . Da Topex-Poseidon, altímetros de dupla frequência foram usados, e permitiram a medição direta deste efeito. Os dados assim obtidos também foram usados para refinar retrospectivamente as correções aplicadas às medições dos satélites anteriores.
A troposfera também induz um atraso de propagação. Este período pode ser dividido em dois termos. O termo "troposfera seca" está ligado às propriedades dielétricas do ar ( oxigênio , nitrogênio , argônio ), que se expressa em função de uma única variável: a pressão atmosférica na superfície. O segundo termo, relacionado à presença de umidade no ar, é muito mais difícil de corrigir, principalmente para regiões costeiras.
A altimetria de radar também sofre de um viés devido ao estado do mar : os vales das ondas sendo um retroespalhamento melhor das ondas do radar do que seus topos, o nível de um mar agitado tende a ser subestimado (um viés que não é, não existem para medidores de maré), regras empíricas são usadas para corrigir esse efeito.
Além disso, também é necessário, como acontece com os medidores de maré, excluir outras fontes de variação do nível do mar independentemente do desenvolvimento de longo prazo, como o efeito do barômetro inverso, efeitos sazonais, etc.
Como os resultados do satélite são parcialmente calibrados nos resultados do medidor de maré, eles não são fontes totalmente independentes. Alguns lagos também são usados para medições de calibração. Seu nível não varia em curtos períodos de tempo: as ondas são mínimas, não há efeito de barômetro reverso ou marés. O lago Yssyk Kul do Quirguistão se tornou um local de referência.
Os programas de satélite TOPEX / Poseidon (T / P) e Jason-1 da NASA e CNES têm fornecido medições da mudança do nível do mar desde 1992 . Os dados estão disponíveis online. Esses dados mostram um aumento médio do nível do mar de 2,8 ± 0,4 mm / ano. Isso inclui um aumento aparente de 3,7 ± 0,2 mm / ano no período de 1999 a 2004.
A água líquida se expande à medida que aumenta de temperatura, seu volume aumenta à medida que sua temperatura aumenta. Este efeito, que corresponde a uma mudança na densidade , é dito estérico , ao contrário de todas as outras contribuições que são baristáticas, ou seja, representam uma variação na massa de água presente nos oceanos. Os oceanos absorvem 90% do calor adicional causado pelo efeito estufa. A capacidade de calor dos oceanos é cerca de 1000 vezes maior que a da atmosfera, ou seja, a mesma quantidade de calor que aumentaria a temperatura da atmosfera em um grau , a aumentaria apenas em um milésimo de grau que dos oceanos.
O coeficiente de expansão térmica da água depende da temperatura e da pressão. Por isso, sua evolução em função da profundidade não é monótona. Situa-se em cerca de 2,5 ppm / K na superfície do oceano (em média), diminui, atinge um mínimo de cerca de 1 ppm / K a uma profundidade de 1000 metros, depois aumenta gradualmente (2 ppm / K a 5000 metros). Esses dados são importantes na forma como o nível do mar reage como a difusão de uma mudança de temperatura em profundidade.
Essa expansão hídrica é responsável, segundo estudos da NASA, por cerca de um terço da atual elevação do nível do mar e de sete milímetros no nível do oceano entre 2003 e 2018. A mesma proporção é determinada pela síntese do IPCC de 2019, segundo para o qual a contribuição da expansão térmica dos oceanos é de 1,40 mm / ano ( provavelmente entre 1,08 a 1,72 mm / ano ) entre 2006 e 2015
A temperatura do oceano muda com o clima, mas de forma diferente: o calor se difunde nas profundezas do oceano apenas na escala dos séculos. Conseqüentemente, a elevação do nível do mar causada pela expansão térmica da água também é muito distribuída ao longo do tempo. Assim, um estudo de 2017 estuda um cenário em que as emissões de gases de efeito estufa cessam repentinamente em 2050. A temperatura média do ar para de subir ao mesmo tempo, por outro lado, o nível do mar (mais exatamente, o componente de sua variação devido à expansão térmica ) não cessa: a variação é de 30 cm antes de 2050, e mais do que o dobro nos séculos seguintes, o equilíbrio não sendo alcançado em 2800. Mesmo em cenários onde os gases de efeito estufa são removidos da atmosfera (emissões negativas, capturas), parte de o aumento é irreversível ao longo dos séculos. Isso significa que a expansão térmica do oceano mal começou a responder ao aquecimento global.
As sondas de medição (chamadas Batitermógrafo ) - antes de 2014 - não registravam a temperatura em profundidades muito grandes (abaixo de 6.000 m ), a maioria das bóias não desce a menos de 2.000 m enquanto a profundidade média é de 3.800 m , com poços acima de 12.000 m . Em 2014, as chamadas bóias Deep Argo começaram a fazer medições a uma profundidade de 6.000 m , o que permite estudar melhor a difusão do calor no oceano.
A previsão da contribuição da expansão térmica usa modelos de dinâmica de fluidos , aplicando as equações de Navier-Stokes à escala do oceano, e também incluindo as trocas térmicas entre o oceano e a atmosfera. O CMIP6 ( Coupled Model Intercomparison, fase 6 ) disponibiliza 15 modelos desse tipo, desenvolvidos por equipes de vários países, o que permite aos pesquisadores compará-los.
A temperatura das massas oceânicas acompanha a evolução do clima, mas de forma extremamente diferente. Assim, no caso de uma duplicação instantânea do conteúdo de CO 2da atmosfera, a temperatura da água a uma profundidade de 3.000 m aumentará cerca de 2 ° C, mas esse processo se espalhará por 3.000 anos (com aumento de 1 ° após 1.500 anos). Conseqüentemente, a elevação do nível do mar devido ao efeito estérico tem um tempo de reação da mesma ordem de magnitude.
O derretimento do gelo flutuante ( barreiras de gelo e blocos de gelo ) não altera o nível do mar , pois , em virtude do princípio de Arquimedes , eles ocupam abaixo da linha d' água um volume idêntico ao resultante do seu derretimento. É, portanto, o derretimento das massas de gelo presentes nos continentes que deve ser levado em consideração.
As formações de gelo continentais são categorizadas de acordo com seu tamanho e morfologia. Nós distinguimos:
As camadas de gelo da Antártica e da Groenlândia são, respectivamente, 88,2 e 11,3% do gelo não flutuante da Terra. Os 0,5% restantes correspondem a geleiras e calotas polares do resto do planeta (cordilheiras, Alasca , Islândia, etc.). Embora representem um pequeno volume, as geleiras e calotas polares estão muito envolvidas no atual aumento do nível do mar porque estão derretendo rapidamente. O derretimento das camadas de gelo é mais lento. O da Groenlândia duraria 1.500 anos (para o cenário mais rápido) e o da Antártica seria ainda mais lento.
Se todas as geleiras e calotas polares (fora das regiões polares) derretessem, o aumento do nível do mar seria de cerca de 0,32 m . O derretimento das camadas de gelo da Groenlândia produziria um aumento de nível de 7,2 m e o derretimento da camada de gelo da Antártica produziria 61,1 m . O colapso do reservatório interno imobilizado do manto de gelo da Antártica Ocidental aumentaria o nível em 5 a 6 m .
Os fenômenos de feedback podem causar uma aceleração do derretimento do gelo:
Para massas de gelo localizadas próximas a áreas industrializadas, outro fator acelera o derretimento: o acúmulo em sua superfície de partículas finas (fuligem) da poluição de indústrias e transporte. Ao reduzir o albedo da camada superficial de neve, a fuligem acelera seu derretimento.
Apesar de sua reserva ser muito menor que a do interior, essas geleiras são muito importantes na evolução do nível do mar ao longo do século passado e no futuro próximo: sendo muito menores e localizadas em regiões onde a temperatura pode ser positiva no verão, eles derretem muito mais rápido do que os enormes mantos de gelo polares.
Radić e Hock oferecem um inventário desses sorvetes. 2.638 calotas polares e campos de gelo são inventariados, bem como cerca de 130.000 geleiras de montanha, em 19 regiões. Seu volume total corresponde a 241 km 3 ou 60 cm de equivalente ao nível do mar.Se excluirmos as geleiras periféricas da Antártica e da Groenlândia (fisicamente separadas dos mantos de gelo), esses números são reduzidos a 166 km 3 e 41 cm . O banco de dados GLIMS, baseado em imagens de satélite, lista 160.000 geleiras.
Uma geleira flui constantemente , a uma velocidade que depende principalmente da inclinação do terreno. A neve que cai em sua superfície, compactada pelo próprio peso, expele o ar contido e se acumula em gelo. A parte mais baixa (zona de ablação) da geleira perde massa por derretimento, sublimação e desintegração. O balanço hidráulico anual da geleira (evolução de sua massa) é, portanto, a diferença entre a quantidade de neve acumulada no ano e a quantidade de gelo perdida pela base da geleira, portanto depende tanto da evolução da precipitação da taxa de fusão.
Entre 1884 e 1975, as geleiras e calotas polares contribuíram com pelo menos um terço do aumento do nível do mar observado. Para o período de 2006-2015, a síntese do IPCC de 2019 estima sua contribuição (excluindo a Groenlândia e a Antártica) em 0,61 mm / ano ( provavelmente entre 0,53 e 0,69 mm / ano ). Com base em medições de satélite do programa GRAC , Ciracì e Al estimam as perdas de massa de geleiras e calotas polares (excluindo Groenlândia e Antártica), de 2003 a 2018, em 285,5 ± 30 Gt / ano . Isso corresponde a cerca de 0,8 mm por ano de elevação do nível do mar.Este degelo tende a se acelerar em todas as regiões estudadas, com exceção da Islândia e do norte da Cordilheira dos Andes, sendo a aceleração geral avaliada em 5 ± 2 Gt / ano 2 .
Para antecipar a evolução futura desses números, os pesquisadores realizam modelos numéricos. A figura ao lado representa um modelo teórico muito simplificado de uma geleira alpina. A geleira é vista como um simples paralelepípedo de gelo, na encosta da montanha. O balanço de massa da geleira é a diferença entre acumulação e ablação (derretimento). Mesmo que existam modelos numéricos dessas estruturas, permitindo antecipar o balanço de massa de uma geleira de acordo com a evolução do clima a que está exposta, nem todas as geleiras são modeladas individualmente, dado seu número. A abordagem usual é modelar uma pequena população de geleiras e extrapolar os resultados para todas elas usando regras de escala e dependência do clima.
A contribuição das geleiras share continuará a ser importante no curto prazo: cerca de um terço do aumento previsto na XXI th século é atribuído. No longo prazo, entretanto, essa parcela diminuirá, pois as geleiras das montanhas terão praticamente desaparecido. Assim, de acordo com um artigo publicado em 2006, num cenário que prevê um aquecimento de 4 ° C ao longo de meio século, seguido de uma estabilização das temperaturas globais, os glaciares de montanha terão essencialmente desaparecido em 200 anos, a sua contribuição para o mar o nível será eventualmente entre 10 e 15 cm.
As calotas polares contribuirão com o mesmo, mas seu derretimento será três vezes mais lento.
A precipitação na forma de neve nos mantos de gelo da Antártica e da Groenlândia atinge, respectivamente, 1637 Gt e 399 Gt por ano. Se toda aquela neve estivesse se acumulando e nenhum gelo voltasse ao oceano, isso corresponderia a uma redução de 5,6 mm ao ano no nível do mar.
A diferença entre a quantidade de gelo que entra e sai é chamada de balanço de massa . A avaliação precisa desse equilíbrio é um grande desafio, pois é ele que contribui para as variações do nível do mar.
Três métodos complementares são usados para avaliar a mudança nas massas de Indlandi:
De 1995 a 2018 , a Groenlândia perdeu cerca de 4.000 bilhões de toneladas de gelo, o que corresponde a um aumento de cerca de 11 mm no nível do mar. Essa perda de massa não é homogênea na Groenlândia: as áreas em altas elevações no centro da ilha têm uma ligeira redução gelo acumulado. Durante o período de 2006-2015, a Contribuição do manto de gelo da Groenlândia (e suas geleiras periféricas) no mesmo período é de 0,77 mm / ano ( provavelmente entre: 5 e 95 % : 0,72 a 0, 82 mm / ano ). No mesmo período, o derretimento da camada de gelo da Antártica (e suas geleiras periféricas) contribuiu para o aumento do nível do mar em 0,43 mm / ano ( provavelmente entre: 0,34 e 0,52 mm / ano ). As duas camadas de gelo polares, portanto, contribuíram com 1,20 mm / ano ( provavelmente entre 1,06 e 1,34 mm / ano ).
A figura ao lado fornece uma série de projeções ao longo de um milênio para o manto de gelo da Groenlândia. A coluna da esquerda representa uma série de cenários em que o aquecimento global é interrompido (o que em uma primeira aproximação corresponde a uma interrupção das emissões ) em tal ou tal ponto no futuro. Na coluna da direita, os cenários preveem um retorno das temperaturas ao patamar do século 20, o que envolveria gigantescos esforços de geoengenharia . Os gráficos da primeira linha apresentam a evolução das temperaturas (regionais, ao nível da Groenlândia, e não globais) em cada cenário. A segunda linha dá a contribuição cumulativa do derretimento do Indlâncio da Groenlândia, em metros, em cada cenário. A terceira linha dá o ritmo dessa contribuição. Essas projeções são obtidas por um modelo digital do indlandsis, retiradas de uma publicação de Applegate et al .
Ao lado dessas duas principais causas do derretimento do gelo e da expansão térmica, outros fenômenos, que nem todos têm uma relação direta com o aquecimento global, também contribuem para a ascensão dos oceanos, como a exploração de aqüíferos terrestres.
Muitos aquíferos no mundo estão sendo usados além de sua capacidade de renovação, ou não estão sendo renovados de forma alguma ( água fóssil ). Essa superexploração dos recursos hídricos subterrâneos contribui para o aumento do nível do mar, transferindo água para o oceano. Um estudo de 2011 procurou quantificar esta contribuição: parece que durante os anos 2000, 145 km 3 de água foram assim adicionados anualmente ao oceano desta forma, contribuindo com 13% para o aumento observado do nível do oceano. A superexploração dos recursos hídricos subterrâneos é uma realidade global, mas é particularmente importante na Índia, no Oriente Médio, onde a agricultura é amplamente irrigada por esse meio.
De acordo com uma série de cenários considerados em uma publicação de 2012, o esgotamento das reservas de água subterrânea, que já trouxe 25 mm de elevação do nível do mar em relação ao nível pré-industrial, contribuiria com 70 a 90 mm a mais até 2100. Essas estimativas são baseadas em uma extensão das tendências históricas levando em consideração, região por região, a estimativa das necessidades futuras de água, de acordo com as mudanças na população e na precipitação.
A regressão dos mares e lagos endorreicos também contribui para a elevação do nível do mar, sendo o Cáspio o maior mar fechado, sua contribuição é a mais significativa. O seu nível, após um período de subida no fim de XX th século , perdeu 1,5 m a partir de de 1996 para 2015 . Se a evolução histórica do nível do Cáspio é bastante errática, em um futuro próximo o declínio deve continuar. Um declínio de entre 9 e 18 m é esperado no final do XXI th século . Como a superfície do Mar Cáspio é 3.700 vezes menor que a do oceano global , uma queda de um metro no nível do Cáspio corresponde a um aumento de 0,27 mm no nível do mar, o que continua sendo uma contribuição bastante mínima.
A queda do nível do Lago Chade e do Mar de Aral também contribuiu marginalmente para a elevação do nível do mar.Em geral, as regiões endorreicas tendem a secar, mesmo que as do sul e do leste da África sejam exceções. Entre 2002 e 2016, eles perderam mais de cem bilhões de toneladas de água por ano.
Vários efeitos que afetam a condição e condição do solo têm repercussões no nível do mar.
O desmatamento é uma das causas do aquecimento global, elevando assim o nível do mar que provoca por meio da expansão térmica e do degelo das geleiras: o dióxido de carbono liberado pelo desmatamento responde por 12 % das emissões antrópicas de gases de efeito estufa . O desmatamento também tem impacto mais direto no nível do mar, por meio de outros mecanismos. A água contida na biomassa florestal é liberada quando as florestas são destruídas e, eventualmente, chega aos oceanos. O escoamento de água e a erosão do solo são frequentemente aumentados pelo desmatamento. Uma estimativa alta dessas contribuições é de 0,035 mm por ano, ou cerca de 1% do aumento do nível do mar durante a década de 2010.
O ressecamento dos pântanos reduz a quantidade de água armazenada nos continentes. De acordo com uma estimativa de 2010, esse fator contribui com 0,067 mm por ano para o aumento do nível do mar, ou em ordem de magnitude, 2% do total.
A desertificação leva à redução da quantidade de água presente no solo, reduzindo o estoque de água dos continentes em favor do oceano. Em 1994, Shahagian propôs este cálculo de ordem de grandeza: se, em 35 anos, o Saara avançou mais de um milhão de quilômetros quadrados na faixa do Sahel , reduzindo o teor de água do solo de 2 % para praticamente zero em 5 m de profundidade, então resultou uma elevação de 0,28 mm do mar.
Por fim, a erosão do solo também contribui para a elevação do nível do mar, por um lado reduzindo o estoque de água presente no solo e, por outro, pela produção de sedimentos. Cerca de 60 bilhões de toneladas de solo sofrem erosão por ano, dos quais 25 bilhões acabam se assentando no fundo do oceano. O espaço assim ocupado faz com que o nível do mar suba de acordo.O relatório de avaliação do IPCC de 2011 menciona esse efeito sem quantificá-lo.
A construção de barragens , com a formação de lagos de retenção , tende a baixar o nível do mar, pois o volume de água contido nesses lagos é subtraído do volume dos oceanos. Artigo de 2008 estima que, em 80 anos, os reservatórios criados no mundo acumularam 10.800 km 3 de água, fazendo com que o nível do mar caísse 30 mm no total. Espera-se que uma fração desse efeito seja revertida no longo prazo, pois o assoreamento dos lagos das barragens reduz sua capacidade. Esse efeito será menor no futuro: a construção de novas barragens está ficando mais lenta, porque os locais disponíveis são escassos.
A combustão de hidrocarbonetos fósseis ( petróleo , gás natural , carvão , etc.) produz água e dióxido de carbono (CO 2) Além de seus efeitos sobre o clima, esses produtos da combustão contribuem diretamente, pelo seu volume, para elevar o nível dos oceanos. A água nova, criada pela combustão, adiciona ao ciclo da água e cerca de 25% do CO 2criado acaba dissolvido nos oceanos (daí a acidificação dos oceanos ). No entanto, essa contribuição é mínima: um artigo de 2014 estima que água e CO 2produzido pela combustão de hidrocarbonetos fósseis faz com que o oceano suba 0,033 ± 0,005 mm / ano e 0,011 ± 0,003 mm / ano, respectivamente, por este efeito (ou seja, de 1 a 1,5% da elevação total medida).
A previsão da evolução futura do nível foi objeto de cerca de 70 estudos publicados entre o início da década de 1980 e 2018 , sem que surgisse um verdadeiro consenso sobre os valores esperados. A incerteza está relacionada principalmente à evolução de longo prazo das camadas de gelo da Groenlândia e da Antártica.
Os métodos semi-empíricos consistem em definir, a partir de dados do passado, uma lei que relaciona a variação do nível do mar a uma ou mais variáveis explicativas (como temperatura ou sua derivada ), e utilizar esta lei para as projeções até o vencimento de vários décadas. A outra grande família de métodos consiste em construir modelos físicos de cada contribuição para a evolução ao nível do mar: geleiras, interior e expansão térmica em particular. Muitos artigos combinam esses métodos, com base, por exemplo, em um método estatístico para indlandsis, mas um modelo físico do efeito estérico.
O IPCC realiza regularmente sínteses de conhecimento científico sobre a evolução do clima e dos oceanos.
Esses métodos são baseados no uso de dados históricos (ao longo de várias décadas) para estabelecer uma relação entre uma ou mais variáveis explicativas
Abordagem semi-empírica (Rahmstorf)Em 2007 , Stefan Rahmstorf (en) publicou o seguinte método semi-empírico. Considera-se que a uma mudança repentina na data da temperatura da superfície (do tipo função degrau ), o nível do mar reage de forma exponencial :
Onde está a mudança final no nível do mar, uma função da mudança de temperatura aplicada. A constante de tempo é de vários séculos. Assim, no “curto prazo” , ou seja, ao longo de um ou dois séculos, a função , resposta a um degrau de temperatura, pode ser aproximada como uma função afim . Generalizando para qualquer variação de temperatura, e não para uma função degrau, parece que, no curto prazo, a variação anual no nível do mar é proporcional à mudança cumulativa na temperatura da superfície.
sendo a temperatura da superfície pré-industrial, Rahmstorf escolhe 1880 como seu ponto de partida. O coeficiente é ajustado de acordo com os dados históricos, o valor obtido é de 3,4 mm por ano e por grau Celsius.
De acordo com a síntese do conhecimento científico realizada pelo IPCC como parte do Relatório Especial de Oceanos e Criosfera de 2019 , o nível médio do mar aumentará em 2100 (em comparação com sua média no período de 1986-2005) d '' cerca de 0,43 m ( provavelmente entre 0,29 e 0,59 m ) em um cenário de baixa emissão de gases de efeito estufa ( RCP2.6 ) e cerca de 0,84 m ( provavelmente entre 0,61 e 1,10 m ) em um cenário de alta emissão de gases de efeito estufa ( RCP8.5 ). Este relatório destaca que há incertezas estruturais sobre a taxa de derretimento da camada de gelo da Antártica , já que alguns dos processos envolvidos em seu derretimento não são suficientemente conhecidos para serem representados de forma realista. A contribuição do manto de gelo poderia, portanto, ser subestimada nos prováveis intervalos de confiança , estimados estatisticamente. As instabilidades do manto de gelo da Antártica podem levar a um aumento do nível do mar de 2,3 a 5,4 m até 2100 para o cenário RCP8.5 .
A Regra de Brunn publicada em 1962 foi a primeira estimativa quantitativa do recuo da costa em uma praia arenosa devido ao aumento do nível do mar. Quando o nível do mar sobe de S , a erosão costeira altera a distribuição da areia, até que um novo equilíbrio seja alcançado com uma redução R:
Ou
Esta regra foi sendo questionada gradativamente, estudos sucessivos demonstrando que ela só poderia dar uma abordagem qualitativa, pois ignora muitos aspectos: ignora o transporte de areia no eixo da costa, assume um "orçamento" de sedimentos localmente fechado, etc.
O recuo da linha de costa pode ter um efeito colateral nos termos da lei do mar . Dado que as águas territoriais e as zonas económicas exclusivas são calculadas a partir da linha de costa, uma diminuição significativa desta última poderia, em certos locais, originar litígios por fronteiras marítimas entre países vizinhos.
Grande parte das fábricas de produtos químicos , refinarias , grandes portos estratégicos e as mais poderosas usinas, especialmente nucleares , são construídas ali.
Com base nas projeções mencionadas acima, o relatório do IPCC TAR ( IPCC TAR ) WG II observa que as mudanças climáticas atuais e futuras podem ter vários impactos nos sistemas costeiros; incluindo erosão costeira acelerada, exacerbação da ocorrência e magnitude de inundações , invasões marinhas devido a tempestades, inibição de processos de produção elementares, mudanças nas características e qualidade da água na superfície e subterrânea ( salinização ), mais perda de propriedades costeiras e habitats , perda de recursos e valores culturais e sociais, declínio na qualidade do solo e da água, perdas econômicas ( agricultura , aquicultura , turismo , lazer ) e serviços relacionados e de transporte (as costas são frequentemente delimitadas por importantes ou vitais infraestruturas de transporte nacional). A perda potencial de vidas é um dos impactos citados pelo IPCC.
Os modelos projetam grandes diferenças regionais e locais nas mudanças relativas no nível do mar. Os impactos também variam de acordo com as capacidades de resiliência ecológica dos ecossistemas e, portanto, de acordo com as zonas biogeográficas e sua saúde (Embora o objetivo de bom estado ecológico e massas físico-químicas da água, perseguido pela Diretiva Quadro da água, não parece ser capaz de ser alcançado em todos os lugares em 2015, conforme esperado (no ritmo de progresso atual). Mudanças florísticas, faunísticas, tróficas e de biomassa já são observadas, mas as causas das quais são difíceis de separar (aquecimento ou distúrbios induzidos pela pesca excessiva provavelmente também estão envolvidos).
A biodiversidade e a biomassa da zona intertidal média e inferior (onde é mais rica) pode ser afetada se a água subir muito rapidamente.
No mundo, muitas regiões costeiras começaram a consolidar ou valorizar os seus diques, a redimensionar as suas eclusas ou sistemas de protecção, sem contudo haver consenso sobre o nível de risco a considerar ou sobre os prazos.
Não é a altura média, mas sim os máximos que devem ser levados em consideração, o que exige integrar as possíveis combinações de fatores agravantes como tempestades, depressões e inundações, ou mesmo o risco de tsunami . A Flandres belga, por exemplo, decidiu agora levar em consideração o risco de um preço excessivo associado a uma tempestade “milenar” em seu plano de proteção costeira estabelecido pelo Estado e os dez municípios costeiros envolvidos. De facto, sem o reforço dos diques e do cume das dunas em pelo menos 1/3 da costa belga, de acordo com os modelos, quase toda a costa e as cidades nas zonas traseiras de dunas e pólder seriam inundadas, até Bruges.
A subdidência , ou seja, o povoamento da superfície terrestre é de muitas cidades e zonas costeiras, um agravante que se soma à subida do mar para aumentar o risco de inundações. A subsidência é devida à extração de reservas subterrâneas de água , mas também às vezes de gás e petróleo, e ao peso das construções. Esse fenômeno afeta principalmente as grandes cidades asiáticas. A situação de Bangkok , uma cidade extremamente baixa onde o solo afunda de um a dois centímetros por ano, é particularmente preocupante. Tóquio , Osaka , Manila , Hanói e Jacarta são exemplos de metrópoles asiáticas particularmente afetadas por esse efeito. Na Europa, Veneza é um exemplo de cidade preocupada. Além da ameaça de submersão de cidades, também é uma causa de perda de terras agrícolas, por exemplo, no Delta do Mekong .
Os pântanos marítimos constituem ecossistemas muito específicos e estão diretamente expostos à subida do nível do mar. Desde que a taxa de subida seja moderada, a acumulação de matéria (sedimentos trazidos pelo mar e resíduos vegetais) permite que as salinas dos pântanos não sejam submersas : movem-se junto com o nível do mar, mas uma taxa superior a 5 mm / ano colocaria grande parte dos pântanos marinhos em risco de submersão. Apenas parte do espaço perdido poderia ser compensado por uma migração desse ecossistema para o interior.
Um estudo publicado em 2018 questiona a capacidade dos recifes de coral de crescer verticalmente à taxa de aumento do nível do mar, modelando seu comportamento. De acordo com os resultados obtidos, a maioria dos recifes é capaz de seguir de perto o ritmo de um cenário (RCP2.6) prevendo 44 mm de aumento do nível do mar até 2100. Em contraste, em um cenário (RCP8. 5) onde o nível de os oceanos ganham 74 mm , apesar de uma ligeira melhora em sua taxa de crescimento (devido à maior disponibilidade de carbonatos , devido ao nível de CO 2ar mais alto), poucos recifes podem crescer rápido o suficiente. Cerca de três quartos dos 200 recifes de coral estudados veriam, portanto, sua profundidade de imersão aumentar em mais de 50 cm. A consequência direta é uma diminuição acentuada na proteção que os recifes fornecem à costa contra a erosão e inundações.
As áreas de pólder estão entre as mais vulneráveis. Em alguns casos (Holanda), os pôlderes foram ou serão devolvidos ao mar. Em caso de recuo dos lençóis freáticos, é possível o avanço de uma " cunha de sal " sob um dique ou cordão de dunas. As regiões dos pólderes e pântanos estão particularmente expostas pela sua altitude muito próxima do nível médio do mar. Se o aumento da profundidade fora dos diques não for compensado por uma sedimentação equivalente, provoca uma diminuição da refração das ondas, de onde um maior liberação de energia no litoral e maior vulnerabilidade dos trabalhos de defesa contra o mar.Além disso, a maior profundidade pode ocasionar uma mudança na direção das correntes, o que submete o tapete vegetal a uma maior duração de submersão e a uma maior salinidade. , causando seu esgotamento. A todo vapor desde a década de 1980, novas formas de gestão costeira voltadas para a despolderização desenvolvem uma política defensiva em relação ao mar, movimento que consiste em devolver ao mar as extensões de terra que haviam sido recuperadas da água. A desolderização permite a defesa do mar sem agredir o meio ambiente. Inclusive participa da reconstituição de ambientes naturais. A despolderização leva a uma modificação do meio ambiente pela ressalinização do mesmo e permite a reconstituição de um ecossistema marítimo composto por slikke e schorre. Sua densa e densa vegetação halofílica é um freio à penetração do mar, pois contribui para o acúmulo de sedimentos.
Os arranjos humanos para proteger o habitat do mar têm impacto sobre os preços e a disposição a pagar; assim, os preços dos aluguéis parecem evoluir de acordo com o nível percebido de segurança associado à presença de diques.
Em um aquecimento limitado a 2 graus, 110 sítios inscritos no Patrimônio Mundial da UNESCO estão ameaçados (submersão e / ou erosão acelerada) por dois milênios. Este número sobe para 139 para 3 graus de aquecimento e 148 para 4 graus. Entre os locais ameaçados estão os centros históricos de cidades como São Petersburgo , Ayutthaya , Valletta e Veneza ; sítios arqueológicos como os de Cartago ou Biblos , grupos emblemáticos como o Beguinage de Bruges e o Kasbah de Argel , e monumentos como a Estátua da Liberdade ou a Basílica Patriarcal de Aquileia .
O IPCC sugeriu que deltas e pequenos Estados insulares podem ser particularmente vulneráveis à elevação do mar. Os fenômenos de compensação isostática podem afetar o Báltico e algumas ilhas. O aumento relativo do nível do mar pode ser exacerbado pela subsidência ou perda substancial de terra em alguns deltas. Até o momento, as mudanças no nível do mar ainda não causaram graves perdas ambientais, humanitárias ou econômicas em pequenos Estados insulares. O naufrágio de parte das terras das nações insulares de Tuvalu foi inicialmente atribuído apenas ao aumento do mar, mas artigos posteriormente sugeriram que perdas significativas de terras foram devido à erosão induzida pelos ciclones Gavin., Hina e Keli de 1997. As ilhas em questão não foi preenchida. A Reuters cita outras ilhas do Pacífico que enfrentam sérios riscos, incluindo a Ilha Tegua em Vanuatu . a agência diz que os dados de Vanuatu não mostram um aumento claro do nível do mar e não são corroborados pelos dados de medição das marés. Os dados de medição das marés de Vanuatu mostram um aumento líquido de cerca de 50 milímetros de 1994 a 2004. A regressão linear deste padrão de curto prazo sugere uma taxa de elevação de cerca de 7 mm / ano, embora haja uma variabilidade considerável e torne difícil avaliar o exato ameaça às ilhas usando esse sequenciamento de curto prazo.
Para evitar um influxo adicional de refugiados do clima , várias opções foram oferecidas para ajudar as nações insulares a se adaptarem à elevação do nível do mar e às tempestades mais frequentes ou severas.
Alguns aquíferos costeiros comunicam-se com o oceano, o que se materializa pela existência de exsurgências subaquáticas . Quando o nível do aquífero cai (sobreexploração), o risco é a intrusão da água do mar, aumentando a salinidade do aquífero e potencialmente tornando a sua água inutilizável. O aumento do nível do mar aumenta esse risco. Não é bem conhecido e deve ser avaliado caso a caso. Este é um risco potencialmente considerável, pois pode afetar os aquíferos que fornecem água doce a regiões costeiras densamente povoadas.
As consequências do aumento do nível do mar são numerosas em diferentes níveis (social, ambiental, econômico, etc.). No nível social, os impactos podem variar de país para país.
As populações expostas ao alto nível do mar que submerge as costas habitadas são forçadas a migrar para escapar de sua posição vulnerável. Em Bangladesh, dois tipos de migração podem ser destacados: primeiro, a migração interna que empurra os habitantes rurais a se mudarem para a região urbana e, segundo, a migração internacional que ocorre principalmente na Índia. O The State of Environmental Migration 2011 publicou uma tabela sobre a presença de migrantes de Bangladesh em diferentes estados indianos:
Estados |
Bengala Ocidental |
Assam |
Bihar |
Délhi |
Tripura |
Rajasthan |
Maharashtra |
Números em milhões |
5,4 |
4 |
0,5 |
1,5 |
0,8 |
0,5 |
0,5 |
Na Nigéria, a migração populacional é limitada ao deslocamento interno, uma população composta por pessoas deslocadas internamente que foram forçadas a fugir de seu local de residência habitual, especialmente devido a desastres naturais, e que não cruzaram as fronteiras internacionalmente reconhecidas de um Estado. Mas as mudanças climáticas são vivenciadas de forma muito diferente dependendo das regiões e categorias sociais em questão, já que a vulnerabilidade ao meio ambiente é o resultado de fatores socioeconômicos e geográficos específicos que moldam cada sociedade. É assim que alguns países, embora muito expostos à subida do nível do mar, conseguem desenvolver programas e infraestruturas de defesa eficazes perante as ameaças da água. Deitada na parte do mundo onde os recursos financeiros são os mais elevados, a Holanda tem desenvolvido desde o final do XX th século diferentes técnicas de proteção antes de este grande desafio climático. Hoje, a população holandesa não está mais ameaçada de forma permanente e direta por enchentes que provavelmente causarão migração.
O fenômeno das migrações climáticas pode causar conflitos em regiões já sensíveis do planeta. Assim, em Bangladesh, os conflitos externos explodiram por causa da alta migração para a Índia, o que agrava a competição pela apropriação de recursos já escassos. Esta competição leva ao surgimento de tensões étnicas na fronteira e no interior.
A subida do mar terá impactos diferentes e não acontecerá na mesma velocidade em todos os lugares. Além disso, à medida que a submersão progride, a erosão e novas cristas de dunas podem modificar a linha costeira. Mapear o futuro litoral e sua evolução ainda é uma questão de previsão e de suas incertezas.
Finalmente, muitos métodos e representações visuais do risco de submersão existem até hoje (ver John C. Kostelnick, Dave McDermott, Rex J. Rowley, métodos cartográficos para visualizar o aumento do nível do mar); sua precisão depende do modelo digital de terreno, mas não apenas (em particular, o rebalanceamento eustático e isostático deve ser levado em consideração). Existem sites (por exemplo, Flood Maps) que calculam online no mundo, as áreas submersas de acordo com a altura do mar de acordo com o DEM (modelo digital de terreno).
No entanto, mapas baseados simplesmente na altitude (assumindo, por exemplo, que com dois metros de elevação do mar, terras a menos de dois metros acima do nível do mar são inundadas) fornecem uma base ilustrativa, mas não são suficientes para avaliar com precisão os riscos. A avaliação do risco de inundação é muito mais complicada, pois deve levar em consideração não a média, mas o nível do mar máximo possível (levando em consideração os efeitos periódicos regionais, o risco de ondas de tempestade, etc.), subsidência e erosão costeira. O mapeamento preciso das áreas de risco é um pré-requisito para o estabelecimento de políticas de adaptação.
Em termos de planejamento urbano e política de infraestrutura, existem pelo menos três tipos de políticas de adaptação: defesa, acomodação e aposentadoria. A defesa é lutar contra a retirada do litoral, como a construção de diques. A acomodação é aceitar certas consequências do aumento do nível do mar, por exemplo, adaptar edifícios e infra-estrutura para suportar, sem muitos danos, responsabilidades de inundações de Lordes devido a tempestades. O retiro está demolindo áreas dedicadas à enchente.
O IPCC agrega duas outras categorias: o avanço, que consiste em ganhar territórios no mar, e a adaptação baseada nos ecossistemas, que consiste em restaurar ou desenvolver ecossistemas (como os recifes de coral) capazes de oferecer proteção.
Políticas de planejamento urbano já adotadasVários países (ou jurisdições) adotaram políticas de planejamento urbano e infraestrutura que levam em consideração o aumento do nível do mar.
Os riscos de submersão marinha associados a marés tempestuosos , riscos agravados pela subida do nível do mar, são objeto de medidas de prevenção de vários tipos. As medidas destinadas a prevenir este risco podem ser agrupadas em três categorias:
A periferia de Cotonou , no Benin , tem sido objeto de uma experiência bem-sucedida de proteção costeira. A construção de diques em espinha reduziu a energia das ondas. O depósito de areia voltou a ser maior que a erosão, e a praia, que recuava muito rapidamente, volta a progredir.
Políticas de retiradaRetirada consiste em abandonar terras condenadas ao alagamento. Esta escolha representa consideráveis dificuldades humanas e políticas, pois equivale a organizar o abandono pelos habitantes do seu meio em que vivem. Existem também questões jurídicas complexas. Em quase todos os sistemas jurídicos, os solos localizados no fundo do mar escapam à propriedade privada : assim, os proprietários das áreas submersas ficam expostos a ver suas propriedades desaparecerem por completo, sem compensação. Na prática, porém, como o fenômeno é progressivo e previsível, as propriedades em questão devem ver seu valor depreciar gradativamente.
A Ilha de Jean Charles , uma ilha ao largo da costa da Louisiana , foi objeto de tal estratégia. A ilha está fadada ao desaparecimento, uma forte erosão local que acelera o efeito da elevação do nível do mar.A pequena comunidade de origem ameríndia que ali vivia foi oferecida em 2016 uma realocação para uma área do interior, com financiamento federal. Essa operação, a primeira desse tipo, foi amplamente estudada como um caso clássico.
Diferentes propostas têm sido formuladas em termos de geoengenharia: por um lado, aquelas que visam desacelerar o aquecimento global em geral, e por outro, aquelas que visam atuar diretamente sobre o nível do mar.
Geoengenharia climáticaMuitas ideias com o objetivo de desacelerar o aquecimento global por meio da intervenção humana têm sido propostas: semeadura dos oceanos, ação sobre o albedo, refletores solares em órbita, aerossóis , etc. Para compensar o efeito climático de dobrar a taxa de CO 2atmosférico, o forçamento radiativo deve ser reduzido em 4 W m −2 .
Uma forma de obter esse resultado seria a injeção de sulfatos , na forma de aerossol , na estratosfera , processo que está na origem do inverno vulcânico após as erupções mais importantes do Plinian . Os aerossóis de sulfato têm uma vida útil bastante curta, por isso devem ser renovados constantemente. Para obter a cifra de 4 W m −2 , 10 a 20 milhões de toneladas de sulfatos teriam que ser liberados na estratosfera por ano (o equivalente à Erupção do Pinatubo em 1991 a cada 1 a 2 anos. Em um cenário de aquecimento global moderado (RCP4.5), esse método quase poderia interromper a elevação do nível do mar. Por outro lado, em um cenário de aquecimento muito forte (RCP8.5), ele oferece apenas um atraso, em torno de 80. Outros estudos, no entanto, apontam para um possível efeito contraproducente: reduzir artificialmente a luz do sol reduz a evaporação e, portanto, a precipitação, o que poderia retardar o acúmulo de gelo nas camadas de gelo.
Outra proposta é implantar espelhos em órbita, a fim de reduzir a radiação solar que atinge a Terra. Para obter o mesmo valor de 4 W m −2 , seria necessário colocar em órbita cerca de 20 milhões de toneladas. As iniciativas de reflorestamento , mesmo que tenham efeitos positivos sobre outros critérios, não parecem ser capazes de reduzir significativamente a elevação do nível do mar.
Ação nas geleirasPartindo da constante de que uma parte significativa da elevação do nível do mar, esperada nas próximas décadas, provém de um pequeno número de campos de gelo bem localizados, vários autores têm proposto a realização de trabalhos em larga escala para retardar seu rompimento e deslizamento em direção ao mar, e para estabilizar ou aumentar sua massa.
Uma família de propostas baseia-se na ideia de aumentar o albedo da superfície da neve ou do gelo, de forma a abrandar o seu degelo e, possivelmente, permitir uma acumulação de um ano para o outro. Um pequeno experimento foi realizado em um lago em Minnesota em 2016 : o derretimento da camada de gelo foi retardado pelo uso de microesferas de vidro. Nos Alpes italianos , desde 2008, desde 2008, foram instaladas lonas brancas no glaciar Presena , tanto para aumentar o albedo como para reduzir a troca de calor com o ar ambiente. Também foi proposta a remoção da "superfície suja" (detritos naturais ou poluição ) de certas geleiras (possivelmente para fazer aterros para desacelerar a erosão do vento) ou para cobri-las com uma camada de neve artificial.
Outra via proposta é aplicar o princípio da semeadura de nuvens sobre as áreas mais frias da Groenlândia e da Antártica, a fim de aumentar a precipitação ali e, consequentemente, o acúmulo de gelo, reforçando certas geleiras. Várias soluções têm sido propostas para desacelerar mecanicamente o deslizamento das geleiras em direção ao mar: construção de âncoras de concreto, uso de correntes ou cabos de aço, paredes opostas ao parto .
Finalmente, outras propostas consistem em visar a camada de água líquida que separa as geleiras dos substratos rochosos (que permite que as geleiras deslizem em direção ao mar), por exemplo, bombeando água através de um furo ou refrigerando-a no local.
Outras propostasO Saara tem várias regiões abaixo do nível do mar , a mais importante das quais, de longe, é a depressão de Qattara , cujo ponto baixo fica a -133 m . A construção de um canal para preencher algumas dessas depressões de água do mar é um projeto proposto há décadas, principalmente para umidificar o clima local e gerar energia das marés . Seria também um meio de atuação ao nível do mar, mas muito limitado: a depressão de Qattara armazenaria 1.340 km 3 de água, com uma queda do nível do mar da ordem de 3 mm.
A regressão do Mar Cáspio tem sido objeto de propostas específicas, nomeadamente a que visa desviar parte da água do Don para o Volga (e portanto para o Cáspio). Também foi proposto aplicar o sequestro de dióxido de carbono em áreas costeiras afetadas por subsidência. Este processo teria um papel global (reduzindo as emissões de CO 2por armazenamento subterrâneo) e um papel local: cancelar ou reverter a subsidência do solo. A lagoa de Veneza é um alvo potencial.