Detta är den femte i en serie på tio delar om de pågående globala effekterna av klimatförändringar. Dessa berättelser kommer att titta på de nuvarande effekterna av en föränderlig planet, vad den framväxande vetenskapen föreslår ligger bakom dessa förändringar och vad vi alla kan göra för att anpassa oss till dem.
Newtok, Alaska, sitter på en trädlös, grässlätt nära där Ningliq-floden möter Berings hav. Hem till 450 Yup'ik-eskimåer, Newtok är inte en gammal plats. De flesta familjer har bara bott där sedan 1960-talet. Den federala regeringen byggde en skola där redan 1958 som ett sätt att uppmuntra människor att flytta till den här byn från omgivande områden.
En storm i oktober 2017 eroderade bort mer av kustlinjen här, i Newtok, Alaska, nära Beringshavet. Vindar och högvatten gör nu att floden ofta svämmar över sina stränder för att översvämma byn, särskilt på hösten.
Med tillstånd av Denali-kommissionen
Nu “har deras rötter rotade i den här lilla byn”, säger invånare Romy Cadiente.
Men klimatförändringarna har satt Newtok i fara. Isen här smälter. Dess en gång frusna land, känd som permafrost, sjunker när isen smälter. Floden eroderar marken med en hastighet av 21 till 27 meter (70 till 90 fot) per år. Och när en stark sydvind pressar tidvattnet in under hösten, “vet vi att det kommer att översvämmas”, säger Cadiente. Bostäder närmast stranden riskerar att spolas bort. Om det händer skulle familjer behöva bo i nödjurtor (en typ av tält).
Eftersom deponin och avloppslagunen har eroderats kan människor här inte längre slänga sina skräp. Byborna har också andra hälsoproblem. Mögel växer bra i deras vattendränkta hem. Det orsakade andningsproblem för boende.
Hur tre kustsamhällen hanterar hav som stiger
Folk kan inte fortsätta att bo i Newtok, så de bygger en ny by vid Metarvik. Det är cirka 14 kilometer (9 miles) bort. Cadiente samordnar arbetet med att bygga den nya byn och flytta till den. “Det som är riktigt snyggt är få stanna tillsammans”, säger han. Ändå känner Newtoks invånare ledsna över att behöva lämna de hem som deras familjer har haft i nästan 60 år.
Newtok är inte den enda platsen som hotas av smältande is . Smältvatten från en gång frusen mark, glaciärer och andra platser rinner ut i havet. Det gör att havsnivån stiger – inte bara i polarområdena, utan över hela världen. Kustområden och ö-nationer runt om i världen hanterar redan effekterna av stigande hav. Människor kan vidta några åtgärder nu för att begränsa de värsta effekterna och hjälpa människor att anpassa sig. Men tiden att agera börjar bli knapp.
Thwaites istäcke i Antarktis är sannolikt nära eller förbi sin vändpunkt för ett framtida fall i havet. Kalvande inlandsisar och smältande glaciärer är en av flera faktorer som bidrar till höjningen av havsnivån.
J. Yungel/NASA
Odenwinkelkees i Österrikes alper är en av många glaciärer som tappar massa. Vatten som smälter från den tar sig till haven, vilket bidrar till havsnivåhöjningen.
Lee Brown/University of Leeds
Hur klimatförändringarna påverkar havsnivån
De genomsnittliga havsnivåerna runt om i världen stiger av två huvudorsaker. Stigande lufttemperaturer har smält landbaserad is – som glaciärer. Det vattnet tar sig så småningom in i världshaven. Och det står för ungefär två tredjedelar av den globala havsnivåhöjningen, säger William Sweet. Han är oceanograf vid National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) i Silver Spring, Md. Den andra tredjedelen kommer från uppvärmningen av havsvatten. Varmare vatten tar mer plats. (Den lägre densiteten av is är anledningen till att isbitar flyter i ditt glas vatten.)
Över hela världen stiger havsnivån med cirka 3 millimeter per år. Det är ungefär en tum vart åttonde år, konstaterar Sweet. Det är inte mycket. Men det kan bidra till en rad problem, som kustöversvämningar under högvatten och större stormfloder när orkaner landar.
Förklarare: CO2 och andra växthusgaser
År 2100 kommer den genomsnittliga globala havsnivån sannolikt att vara mellan 0,3 och 2,5 meter (1 till 8 fot) högre än den var år 2000. Det intervallet kommer från en rapport från NOAA från januari 2017 av Sweet och andra forskare. Den höga siffran är ett värsta scenario. Det förutsätter att människor inte gör förändringar och att utsläppen av växthusgaser fortsätter att öka. Även om människor stabiliserar utsläppen, kommer den genomsnittliga havsnivån sannolikt att stiga mellan 0,5 till 1 meter (1,6 till 3,3 fot) fram till 2100.
Och de kommer att fortsätta stiga.
“Ju mer [greenhouse gases] vi släpper ut, desto mer förpliktar vi oss” till ännu högre havsnivåer, säger Peter Clark. Han är geolog och klimatforskare vid Oregon State University i Corvallis. Havsnivåhöjningen kan i allmänhet inte vändas när den väl inträffar. Det tar tid att låsa in vatten i glaciärer och inlandsisar. Så, förklarar Clark, “Även om vi begränsar utsläppen nu kommer havsnivån att fortsätta att stiga” i tusentals år.
Förklarare: Varför havsnivån inte stiger i samma takt globalt
Havsnivå uppgången är inte lika över hela världen. Platser i östra USA, sydöstra Australien, östra Asien och norra Europa ser ökningar som är högre än genomsnittet. Uppgångarna i västra Afrika och USA:s Pacific Northwest är mindre. En anledning är något som kallas glacial rebound. Sweet jämför effekten med en stor person som reser sig från en skummadrass. Under den senaste istiden klämde isen ner stora landområden. Det nedslitna landet har sakta höjts sedan isen smälte. Andra områden som hade pressats upp nu sjunker ner igen. Louisiana är ett exempel på det. Jordens rotation, gravitation, naturliga klimatmönster och andra faktorer spelar också in.
Denna graf för 2017 visar möjliga intervall för den genomsnittliga globala havsnivåhöjningen i framtiden. Den röda linjen visar vad som kan hända om utsläppen av växthusgaser inte faller från nuvarande priser. De gula och gröna linjerna visar vad som kan hända om utsläppen blir långsammare. Tre blå linjer visar intervallet för möjlig ökning om nuvarande utsläpp stabiliseras.
Sweet et al./NOAA
Hastigheten för havsnivåhöjningen är inte konstant. “Under de senaste 25 åren är det dubbelt så mycket som vi har sett förra århundradet”, säger Sweet. År 2100 kommer hastigheten att vara 10 millimeter (0,4 tum) per år eller mer, enligt en rapport från februari 2018 i Proceedings of the National Academy of Sciences. En anledning är att klimatförändringarna har feedbacks. Vissa effekter orsakar mer uppvärmning av luft och vatten, och det gör att havsnivån stiger mer.
Också smältningen av landbaserad is påskyndar . Mindre glaciärer smälter snabbare än stora, så smältningen går snabbare när de krymper. Under tiden, 2017, var issmältningshastigheten för Antarktis nästan tredubblad vad den hade varit från 1992 till 2011. Den uppskattningen kommer från en rapport från juni 2018 i Nature .
Bekymmer med kusten
Mer än hälften av världens största städer ligger i kustområden. Stora delar av några av dem kan vara under vatten i slutet av detta århundrade. Shanghai, Kina; Mumbai, Indien; Dhaka, Bangladesh; Lagos, Nigeria; Sao Paolo, Brasilien och Jakarta, Indonesien är bara några få platser i riskzonen. Lågt liggande ö-nationer kan helt försvinna.
Havsnivåhöjning kommer inte att dränka dessa nationer i en stadig, förutsägbar ständigt ökande kustvatten. Istället kommer vattnet att stiga i anfall och sprutor. Det dagliga vädret spelar roll. Till exempel kan de starka vindarna från en orkan orsaka en stormflod. Det extra vattnet sveper in på land. Översvämningar är ännu värre om ökningen sammanfaller med högvatten.
Stormflod inträffar när en storms vindar pressar mycket mer hav vatten i land än vad som sker vid normalt tidvatten. De största stormfloderna inträffar när det är en orkan eller annan stor storm och nymåne eller fullmåne.
Matt McIntosh/NOAA
Högvatten orsakar också fler översvämningar under soliga dagar. “På grund av havsnivåhöjningen ökar det årliga antalet dagar med högvatten översvämningar i snabbare takt”, konstaterar Sweet. I genomsnitt inträffar högvatten översvämningar i USA 50 procent oftare än för 20 år sedan. Och de översvämningarna är dubbelt så vanliga nu som de var för 30 år sedan. Sweet och hans kollegor beskrev den trenden i en rapport från NOAA från juni 2018. Med andra ord säger han: “Du blir blöt och du blir blöt oftare.”
Det är värre på vissa ställen än andra . Till exempel har högvatten översvämningar i Miami, Florida, fyrdubblats under de 10 åren som slutade 2006. Florida forskare rapporterade att i en studie från 2016 i Ocean & Coastal Management.
Vatten som rinner över land är inte det enda problemet. Havsnivåhöjning kan också öka erosion. Det kan förändra grundvattennivåerna. Och den kan backa upp dräneringssystem, till och med ett par kilometer (1 till 2 miles) bort. Det betyder att vatten på land inte kan rinna lika lätt ut i havet. Och om vatten inte lätt kan rinna ut i havet, varar översvämningar längre.
Havsnivåhöjningen kan vara ännu värre än nuvarande prognoser. Om till exempel hela Grönlands istäcke smälter, kan den genomsnittliga havsnivån stiga med ytterligare 7 meter (23 fot). Antarktis har ännu mer vatten instängt i sina massiva inlandsisar.
Flytta livsmiljöer och stigande hav
Mangrove, ses här , hjälpa till att skydda kustlinjer. Men en köldperiod kan fortfarande utplåna dem och lämna kuster med ökad risk från stigande hav.
Simon Dux/iStockphoto
Fler mangroveskogar kan hjälpa till att bygga upp kustområden. Det kan bromsa havsnivåhöjningen vid kusten. Men det finns en hake. “Det kan fortfarande finnas några djupfrysningar,” säger Chapman. Mangrover kan inte överleva minusgrader. Förkylningar kan utplåna unga mangrover. Och om mangroveträd hade tagit plats för sjögräs och andra kärrväxter skulle kusten kunna få mindre skydd än tidigare. “Det är något jag oroar mig för”, säger Chapman.
Träskmarker är ett annat viktigt ekosystem. De hjälper till att skydda kuster från stormar och erosion. De tar bort föroreningar från vattnet. De ger grogrund för fiskar och andra organismer. Och de hjälper till att begränsa mängden växthusgaser i luften.
Saltkärr hjälper till att skydda kustlinjerna från erodering. Men den här vid Tees Estuary i England visar tecken på erosion på grund av höjning av havsnivån.
Matthew Brain
Benjamin Horton är en kustgeolog vid Nanyang Technological University i Singapore. Han är en del av ett team som har undersökt hur tidigare havsnivåförändringar har påverkat myrarna i Storbritannien. De gjorde detta genom att undersöka jordkärnor. Dessa är cylindriska prover som borras ner genom många lager av jorden. Dessa kärnor har ett rekord av saker som vad som växte i området för länge sedan. I det här fallet visade kärnorna också höjden av gamla havsnivåer. Teamet beskrev sina resultat i Nature Communications i juli förra året.
Baserat om vad som hände i det förflutna gjorde Horton och hans kollegor några förutsägelser om framtiden. “Så snart havsnivån [rise] når 7 millimeter (0,28 tum) per år, har du en chans på nio av tio att träsket kommer att kollapsa”, rapporterar Horton. För vissa delar av Storbritannien kan det hända så snart som 2040.
”Om du tappar myrarna kommer det att bli många problem ,” han säger. Med mindre myrmark kommer kustområdena att eroderas snabbare. Översvämningar från högvatten och stormar kommer att bli värre. Och människor kommer att drabbas av fler skador och skador på egendom.
Spotlight på New York
Orkanen Sandy visade varför våtmarker betyder något. Stormen 2012 orsakade nästan 50 miljarder dollar i översvämningsskador. Det är stort. Men nordöstra USA skulle ha fått cirka 625 miljoner dollar mer egendomsskador utan kustnära våtmarker, rapporterade ett internationellt team av forskare och ingenjörer. De publicerade sina beräkningar i numret 31 augusti 2017 av Scientific Reports.
Sandy orsakade fortfarande mycket skada. Stormen översvämmade kusten runt New York och New Jersey med cirka 2,7 meter (9 fot) vatten. Den södra delen av Manhattan översvämmades. Strömmen gick ut. Tunnelbanestationer och tunnlar stod under vatten.
En höjning av havsnivån kommer att medföra fler översvämningar som Sandys. Före industriell tid brukade översvämningar med vatten på 2,25 meter (7,4 fot) djupa inträffa kanske en gång vart 500:e år i New York-området, konstaterar Andra Garner. Hon är klimatforskare vid Rutgers University i New Brunswick, NJ. Nu är sådana översvämningar troligen ungefär en gång vart 25:e år, rapporterar hon. Och 2030 till 2045 kan sådana översvämningar inträffa vart femte år eller så. Det är resultatet av en studie den 7 november 2017 som hennes team publicerade i Proceedings of the National Academy of Sciences.
Förklarare: Vad är en datormodell?
Garners team gjorde sina upptäckter med hjälp av en mängd datormodeller. Viss förväntad havsnivåhöjning. Andra uppskattade stormfloder, orkaner eller andra faktorer. “Det slutar med att vi kombinerar informationen från alla dessa modeller för att få en uppfattning om hur sannolikheten och frekvensen av översvämningar under en orkan förändras”, förklarar Garner. Hon hoppas kunna använda en liknande process för att se hur förändringar i stormar och havsnivåer kan påverka översvämningar på platser utanför New York City-området.
“ Jag tror att resultaten vi hittade också tyder på hopp”, tillägger Garner. Modellerna visade en stor spridning av möjliga effekter långt in i framtiden. Så, “även om översvämningarna sannolikt kommer att fortsätta att öka i framtiden, tror jag att vi har chansen att åtminstone begränsa hur illa den översvämningen kan bli”, säger hon. Åtgärder för att begränsa utsläppen av växthusgaser skulle vara ett stort steg.
Adam Parris (vänster) leder vetenskapen och Resilience Institute vid Jamaica Bay i New York. Här förklarar han hur Rockaway Inlet är nyckeln till att hantera framtida havsnivåhöjningar där.
K. Kowalski
Andra, mindre steg kan också hjälpa till att skydda städer. Adam Parris leder Science and Resilience Institute vid Jamaica Bay i Brooklyn, NY. Nyligen jämförde han och andra två möjliga idéer för Rockaway Inlet. Det är flaskhalsen där havet möter Jamaica Bay. Ett koncept skulle bygga en stor sjöport tvärs över inloppet. Det kan stiga upp för att blockera inkommande vatten under högre tidvatten och stormar. En liten bit av arbete skulle också återställa våtmarker. Den andra idén skulle minska inloppet och föra tillbaka mycket myrmark.
Varje strategi skulle kosta mycket — kanske nära 3 miljarder dollar. Men varje projekt skulle kunna minska antalet översvämmade fastigheter med 25 till 30 procent.
Andra arbete är redan igång. Efter orkanen Sandy höjde vissa människor byggnader för att hålla dem ovanför potentiella översvämningsvatten. Och sandsäckar är staplade i Brooklyns Red Hook-kvarter där de snabbt kan sättas in för att skydda hem och företag. Samtidigt pusslar planerare över hur man skyddar nedre Manhattan. Idéerna sträcker sig från en gigantisk barriär över New Yorks hamn till ett stort “U” av parklandskap för att absorbera inkommande vatten.
Men om vattnet stiger för högt, till och med mycket kostsamma planer kommer inte att räcka, varnar Parris.
Reining in the rise
Oavsett vad vi gör kommer havsnivåhöjningen att fortsätta i flera hundra år. Åtgärder nu kan dock begränsa hur högt vattnet kommer att klättra.
Att stötta upp några ishyllor kan hjälpa, säger John Moore. Han är klimatforskare vid University of Lapland i Finland och Beijing Normal University i Kina. Moore och geofysikern Michael Wolovick vid Princeton University i New Jersey föreslog nyligen ett sätt att göra det jobbet. Det handlar om att bygga stora högar på havsbotten.
Tekniken finns nu, säger Moore. “Det är lite som en flygande strävpelare”, förklarar han. Det är ett inslag i vissa medeltida katedraler. “Du bygger något framför det och har en arm som liksom trycker mot väggen,” förklarar Moore. “Och det håller upp taket.” Högar på havsbotten kan blockera lite varmare vatten som smälter inlandsisar underifrån.