Un nuovo studio ha, per la prima volta, tracciare un percorso chiaro attraverso un problema fastidioso:misurare con precisione un potente effetto sul livello del mare globale che persiste dall'ultima era glaciale.

Quanto velocemente la Terra è profonda, il mantello roccioso sta rimbalzando dal pesante fardello delle antiche calotte glaciali e degli oceani rimane alquanto incerto. Ma questo effetto di rimbalzo, noto come aggiustamento isostatico glaciale (GIA), è fondamentale per comprendere correttamente le cause del cambiamento del livello del mare.

Anche ottenere un solido controllo sul livello di incertezza associato alle stime del GIA si è dimostrato elusivo. Il nuovo studio offre una via d'uscita più rigorosa da questo boschetto, stabilendo un sistema formale per valutare questa incertezza. Ciò dovrebbe portare a stime più realistiche del cambiamento del livello del mare, e una maggiore precisione nelle proiezioni del futuro innalzamento del livello del mare, secondo gli autori dello studio.

"Sapere quanto non sappiamo è il primo passo, " disse Lambert Caron, un ricercatore post-dottorato presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California e autore principale del nuovo studio pubblicato oggi su Lettere di ricerca geofisica , una rivista dell'American Geophysical Union,

Prova qui una simulazione NASA del GIA dal Virtual Earth Systems Laboratory del JPL.

Mentre le nuove scoperte basate su dati solidi ottengono la maggior parte dei titoli, anche la misurazione dei livelli di incertezza è importante per le indagini scientifiche. È un problema particolarmente spinoso nello studio del cambiamento del livello del mare.

L'interpretazione dei dati dei satelliti gemelli GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) della NASA offre un esempio. Misurando sottili spostamenti di gravità sulla superficie terrestre, i satelliti GRACE hanno raccolto un importante set di dati di 15 anni, ora viene utilizzato per determinare l'entità dell'innalzamento del livello del mare causato dalla massa d'acqua aggiuntiva. GRACE può anche essere usato per tracciare quantità variabili di acqua oceanica, cambiamenti nel ghiaccio polare e il movimento dell'acqua tra oceani e terra.

Il GIA incombe sullo sfondo di tali misurazioni. Individuare l'incertezza ad essa connessa in modo più preciso aiuta gli scienziati a separare l'era glaciale dai processi odierni, compreso quanto dell'innalzamento del livello del mare è causato dall'espansione dell'acqua dell'oceano mentre si riscalda. La conoscenza del GIA aiuta anche a chiarire le tendenze nello stoccaggio dell'acqua a terra, misurati da satellite e da strumenti a terra. Un'altra domanda che può aiutare a chiarire:come le alterazioni nella forma dei bacini oceanici causate dal GIA contribuiscono agli apparenti cambiamenti del livello del mare.

Misura e incertezza

Studi precedenti hanno tentato di mettere un recinto intorno all'incertezza usando vari metodi, ha detto Caron. Questi includevano l'esecuzione di modelli di computer ripetuti e l'eliminazione di tutti tranne una manciata che sembrava fornire la migliore corrispondenza, o "adatto, " a quanto mostrano i dati raccolti da GRACE e da altre piattaforme di osservazione.

Le differenze tra i modelli "best fit" possono quindi essere utilizzate per rivelare probabili livelli di incertezza nell'interpretazione dei dati.

"La gente ha iniziato a confrontare una manciata di modelli, alcuni di loro si basano su ipotesi e configurazioni simili, e concludendo che le differenze tra loro erano essenzialmente quanta incertezza avevamo sul GIA, " disse Caron. "Va bene, ma non ci permette di esplorare l'intera gamma di scenari possibili. Serve un approccio più formale".

Il nuovo studio si basa su miglioramenti tecnologici, che sono diventate possibili solo nell'ultimo decennio, eseguire un numero elevato di simulazioni al computer – in questo caso, più di 100, 000. Esplorando più sistematicamente la gamma di scenari GIA, Il team di Caron cerca di trasformare le discrepanze tra i diversi modelli in una virtù. Hanno inquadrato la domanda in un modo nuovo:quanto possono essere diversi i modelli pur corrispondendo ai dati? Da questa diffusione di modelli e di un metodo chiamato approccio bayesiano, migliori statistiche sull'incertezza possono essere recuperate.

La nuova valutazione si basa anche su misurazioni di serie temporali GPS da 459 siti in Europa, Nord America e Antartide, e più di 11, 000 registrazioni del livello del mare relativo, ovvero livello del mare in relazione all'altezza della costa. Ciò consente di esaminare più a fondo i parametri che controllano il rimbalzo del GIA.

Il nuovo quadro si traduce in quelle che Caron chiama le prime incertezze formali per il GIA su scala globale.

Lo studio rivela una sottostima dei livelli di incertezza per le stime GIA, ha detto - da una tipica incertezza del 20 percento negli studi precedenti a un valore mediano del 44 percento. Nelle regioni polari, GIA ha un grande impatto sull'interpretazione dei dati di gravità.

Ciò porta a perfezionamenti nei livelli di incertezza per l'innalzamento del livello del mare in luoghi specifici in tutto il mondo. Nella regione di New Orleans, Per esempio, l'applicazione del nuovo metodo consente di prevedere un aumento di 1 millimetro del livello del mare relativo all'anno, con un'incertezza di 0,4 millimetri all'anno.

Caron ha detto che spera che le nuove incertezze formali saranno uno strumento utile non solo per i ricercatori, ma anche per gli urbanisti.

"Vogliamo dare loro una misura di fiducia per lo scenario medio, e qual è lo scenario peggiore che dovrebbero pianificare:quanto il paese deve investire nella modernizzazione delle infrastrutture, ricostruire i moli, o per mitigare le inondazioni, " Egli ha detto.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.