NASA je nedavno objavila upozorenje da će sredinom 2030-ih Mjesec početi uzrokovati sve učestalije i sve veće poplave priobalnih područja i naselja u razdoblju koje će trajati desetak godina.
Naime, na svojoj putanji oko Zemlje Mjesec će se tada naći u položaju u kojem će se više astronomskih utjecaja poklopiti tako da će povećavati plime. Ovaj efekt dodatno će pojačati porast razine mora uzrokovan klimatskim promjenama.
Upozorenje NASA-e: Gravitacija Mjeseca će uskoro uzrokovati jače poplave gradova
Studija, koju su proveli članovi NASA-inog znanstvenog tima za promjenu razine mora sa Sveučilišta na Havajima, pokazala je da će plime i oseke u cijelom SAD-u češće premašivati uobičajene pragove. Štoviše, ekstremno visoke i niske razine mora će se ponekad događati svakih nekoliko dana ili možda čak svaki dan u nizovima koji će trajati po mjesec dana ili čak duže, ovisno o položaju Mjeseca, Zemlje i Sunca. Njihov utjecaj najviše će se osjetiti u područjima s niskim obalama.
Iako takve poplave ne uzrokuju katastrofalne štete kakve uzrokuju uragani, one ipak nisu zanemarive. Naime, u naseljima s niskim obalama događat će se da će neke kuće, trgovine, parkirališta i sl. danima biti pod vodom, što znači da će vlasnici trpjeti značajne štete.
"Nisko pozicionirana područja koja se nalaze u blizini obale sve su više izložena riziku povećanih poplava, a to će se samo pogoršavati. Kombinacija gravitacijskog privlačenja Mjeseca, porasta razine mora i klimatskih promjena dovest će do još gorih poplava na našim obalama, ali i diljem svijeta", rekao je upravitelj NASA-e Bill Nelson.
Zašto će se to događati 2030-ih?
Najveći utjecaj na plimu na Zemlji ima gravitacija Mjeseca koja privlači vodu u oceanima i morima. No, na nju, među ostalim, također utječu i gravitacijska privlačnost Sunca i okretanje Zemlje oko osi koje stvara centrifugalnu silu. Kada se ovi utjecaji podudare, plima jača.
Pritom treba znati da Mjesec oko Zemlje ne kruži po fiksnoj orbiti. Ravan u kojoj se on kreće malo tetura gore-dolje u odnosu na ekvatorijalnu ravan, ali i u odnosu na ravan u kojoj se Zemlja okreće oko Sunca (pogledajte gif dolje). Svakih 18.6 godina Mjesec prolazi kroz fazu koja se naziva Mjesečev zastoj (engl. lunar standstill). Ova pojava prvi put je zabilježena još 1728. godine.
Postoje dva Mjesečeva zastoja - mali i veliki. Tijekom malog otkloni pod kojim će se u odnosu na ekvatorijalnu ravan Mjesec naći prema sjeveru i prema jugu su najmanji (+/- 18.5°), dok su tijekom velikog najveći (+/- 28.5°). Drugim riječima, tijekom malog zastoja otkloni svih ravni ključnih za plimu i oseku - ekvatorijalne, Mjesečeve i Sunčeve - međusobno su najmanji, dok su tijekom velikog najveći (grafika dolje). To pak znači da se tijekom malog sve ključne sile koje djeluju na plimu - gravitacijska Mjesečeva, gravitacijska Sunčeva i centrifugalna Zemljina - najviše podudaraju, što podrazumijeva da su njihovi zbrojeni utjecaji tada najveći. To konačno dovodi do povećanja amplitude plima i oseka, a time i učestalijih poplava.
U prvoj polovici ciklusa, kako se Mjesec kreće prema velikom zastoju, plime se smanjuju i niže su od prosjeka, dok se u drugoj polovici ciklusa, kako se Mjesec približava malom zastoju, povećavaju.
Dakle, prva polovica 18.6-godišnjeg lunarnog ciklusa suzbija učinak porasta razine mora, dok ga druga povećava. No, zbog globalnog porasta razine mora visoke razine mora dodatno postaju sve veće, zbog čega ćemo uskoro imati sve više problema s poplavama tijekom malog zastoja.
Mjesec je trenutno u fazi ciklusa kada su plime pojačane, ali za sada još uvijek ne dolazi do značajnih poplava, ako se gleda njihov prosjek za određeno područje. Nacionalna uprava za oceane i atmosferu (NOAA) izvijestila je o više od 600 takvih poplava 2019. godine. Međutim, prema studiji objavljenoj u Nature Climate Change, počevši od sredine 2030-ih, u sljedećem vrhuncu ciklusa, kombinacija porasta razine mora s lunarnim ciklusom uzrokovat će da obalni gradovi širom SAD-a budu izloženi dramatičnom povećanju broja poplava.
Što to znači za naše Jadransko more?
Dr. sc. Jadranka Šepić s PMF-a u Splitu ističe da su razine plime i oseke u različitim dijelovima svijeta jako različite.
"Razlika između plime i oseke ovisi o tome na kojoj se obali nalazimo - rekordne razlike bilježe se, primjerice, na zapadnoj obali Atlantika, u zaljevu Fundy, u Kanadi, gdje se, na dnevnoj bazi, razina mora može promijeniti za vrtoglavih 16 m, dok su na Sredozemlju plimne oscilacije mnogo slabije izražene i većinom iznose svega nekoliko desetaka cm", kaže Šepić.
No, ističe, izuzetak je Jadran, prvenstveno sjeverni, u kojem plimne oscilacije mogu uzrokovati promjenu razine mora višu od jednog metra tijekom jednog dana.
"Zanimljivo je da plimne oscilacije nisu uvijek iste, već se mijenjaju iz dana u dan - pa će nekad visoke vode biti više, a niske niže, a nekad će situacija biti obrnuta - ove promjene najuočljivije su kad se razina mora promatra mjesec dana. No, ovakve promjene u visini plimnih oscilacija uočavaju se i tijekom duljih razdoblja, primjerice tijekom 18.6 godina. Trenutno smo u razdoblju kad su plimne oscilacije nešto izraženije od prosjeka. Nakon ovoga slijedit će razdoblje manje jakih plimnih oscilacija, da bi se razdoblje izraženih oscilacija vratilo sredinom 2030-ih godina", kaže Šepić.
Kakve sve ovo ima veze s poplavama izazvanim povišenom razinom mora? Potencijalno velike. Poplave se u pravilu događaju kad se poklopi više čimbenika od kojih su dva najvažnija prisustvo ciklone ili uragana koji izazivaju porast razine mora poznat kao olujni uspor (npr. venecijanske Acqua Alte) te visoka razina mora zbog plimnih oscilacija - kombinacija ova dva faktora može dovesti do katastrofalnih poplava.
Prikaz porasta u plavljenju mora s klimatskim promjenama u Veneciji
"Da bi se procijenilo kolike će biti poplave u budućnosti, potrebno je procijeniti koliko će biti jake ciklone, koliko će biti jake plimne oscilacije, ali i koliko će porasti srednja razina mora. Ako bi se svi ovi procesi odvijali u istom smjeru, odnosno bili izraženiji - poplave bi bile sve češće i jače. Recentna istraživanja pokazuju da je snaga olujnih uspora u Jadranu nepromjenjiva ili da slabi te da će se u budućnosti nastaviti sličan trend. Kad je riječ o plimnim oscilacijama, promjene njihove visine tijekom 18.6 godina u Jadranu ne bi trebale iznositi više od 10-ak centimetara - iako je već ovo vrijednost koja može utjecati na to da neka obala poplavi ili ne poplavi, 10 cm ipak nije znatna visina, tako da efekt bitno učestalijeg broja poplava na Jadranu zbog promjene snage plimnih oscilacija tijekom perioda od 18.6 godina ne treba očekivati", kaže Šepić.
Srednje razine mora u Jadranu ubrzano rastu
No, dr. sc. Natalija Dunić s Instituta za oceanografiju i ribarstvo u Splitu ističe da ne treba zaboraviti efekte klimatskih promjena.
"Uzmemo li u obzir srednji porast razine mora, uzrokovan antropološkim klimatskim promjenama, situacija izgleda znatno opasnije", kaže Dunić..
"Treba napomenuti da istraživanja pokazuju da bi srednji porast razine mora mogao promijeniti i visinu plimnih oscilacija, no postavlja se pitanje u kolikoj mjeri takve promjene možemo očekivati u Jadranu. Kad se priča o porastu srednje razine mora, treba imati na umu dva glavna uzroka. U prvom redu tu je tzv. steričko širenje vodenih masa koje se javlja zbog promjene u gustoći mora. Naime, viša temperatura mora znači i manju gustoću, pa se ukupni volumen vodenih masa širi. Ovaj efekt, dominantno izazvan ljudskim utjecajem na klimu, od 1970-ih do 2000-ih bio je dominantan razlog globalnog dizanja srednje razine mora. Nakon 2000-ih glavnu ulogu u porastu srednje razine mora preuzelo je topljenje ledenjaka te Antarktičkog i Grenlandskog ledenog pokrivača uslijed još bržeg rasta globalne temperature. Otopljeni led danas dominantno doprinosi ukupnom povećanju srednje razine mora. No, budućnost grenlandskog i antarktičkog leda još je uvijek neizvjesna jer ponajviše ovisi o stupnju emisije stakleničkih plinova, a time i o stupnju rasta globalne temperature atmosfere. Ponekad se u istraživanjima srednjeg porasta razine mora uzima u obzir i smanjenje termohaline cirkulacije (cirkulacija vode u oceanima koju pokreću promjene u toplini i slanosti vode op.a.), npr. Golfske struje, što dovodi do snižavanja srednje razine mora. No, to snižavanje je bar za red veličine manje u odnosu na prva dva faktora i stoga nema velik utjecaj na srednju razinu mora. Sve navedeno osjeća i Sredozemno, pa i Jadransko more", kaže Dunić.
Klimatske promjene, tlak zraka, vjetar, utjecaj Mjeseca...
Zadnja istraživanja temeljena na stvarnim mjerenim podacima pokazuju da se od 1970-ih godina do danas bilježi rast srednje razine mora na globalnoj razini, ali i u pokrajnjim morima, kakvo je Sredozemno.
"Štoviše, prosječni trend rasta srednje razine Sredozemnog mora prati globalne trendove s rastom od 1 do 4 mm godišnje, prema procjenama od 1970. Ti trendovi su, nažalost, rastući, što znači da je porast na godišnjoj razini sve veći. Svaki porast u emisiji stakleničkih plinova dovodi do rasta trenda globalne temperature, a to znači da je vrlo izvjesno da će se stopa rasta srednje razine mora još više povećavati u budućnosti", kaže Dunić.
Na poplave mora utječe više čimbenika, među kojima su uz plime važne i oluje, odnosno ciklone. Nizak tlak zraka koji se nalazi u središtu ciklone uzrokuje porast razine mora putem tzv. inverznog barometarskog efekta - smanjenje tlaka od 1 hPa uzrokuje porast razine mora od 1 cm. Ako znamo da se tlak u središtu ciklone nad Jadranom može spustiti na 960-970 hPa u odnosu na uobičajenih 1010-1020 hPa, ovo uzrokuje porast razine mora od oko 50 cm. No, ciklone utječu na porast razine mora i putem vjetra koji ih redovito prati. Nad Jadranom za vrijeme prolaska ciklone najčešće puše olujno jugo, vjetar jugoistočnog smjera koji nagurava vodu iz dubokog južnog u plitki sjeverni dio Jadrana. Efekt porasta razine mora uslijed vjetra je u najmanju ruku jak kao i efekt porasta razine mora zbog smanjenja tlaka zraka, a može biti i jači. Kad se s ovim procesima poklopi visoka razina mora zbog plime, može doći do rekordnih poplava.
Štoviše, Šepić kaže da su istraživanja u kojima trenutno sudjeluje pokazala da bi, kada bi se u nekoj situaciji poklopile maksimalne razine mora uslijed svih procesa koji utječu na njih, moglo doći do dvostruko većih poplava od dosad zabilježenih duž čitave istočne obale Jadrana. I to sve bez uzimanja u obzir klimatskih promjena i porasta srednje razine mora!
Klimatske promjene mogle bi podići razine mora za pola metra i više
Superpozicija više procesa se najbolje očituje u Veneciji kada olujni južni vjetar široko nagura vodu u plitkoj laguni prema obali u vrijeme kada je i plima visoka.
Većina žrtava tijekom tropskih ciklona rezultat je olujnih uspora, a poplave su glavni izvor štete na infrastrukturi i imovini. Kako ekstremno vrijeme postaje sve intenzivnije, a razina mora raste zbog klimatskih promjena, očekuje se da će olujni uspori povećati rizike za obalno stanovništvo.
"Ako se ostvare trenutna predviđanja rasta srednje razine mora od oko pola metra do kraja 21. st., diljem Zemlje, pa i u Jadranu, može doći do znatnog jačanja poplava čak i ako intenzitet i učestalost olujnih uspora i plimnih oscilacija ostanu isti. Naime, nije svejedno kreću li olujni uspor i plimne oscilacije od trenutne srednje razine mora ili od 0.5 m više razine. Stoga možemo zaključiti da, za razliku od porasta visine plimnih oscilacija od 10-ak cm u Jadranu, koji se zbog položaja Mjeseca i Sunca javlja svakih 18.6 godina, porast srednje razine mora zbog antropoloških klimatskih promjena može uzrokovati znatno jače i dugotrajnije poplave diljem Jadrana", upozorava Dunić.
Stručnjaci ističu da se ljudi u obalnim naseljima trebaju pripremiti za promjene koje nas čekaju. Jedno od rješenja je izgradnja zapreka za olujne uspore, nalik na zapreke kakve imaju japanska naselja protiv tsunamija. No i s ovakvim zahvatima treba biti oprezan jer preveliko oslanjanje na takve sustave može povećati opasnost u slučaju da ljudi povjeruju da su apsolutno sigurni.Tragičan je primjer upravo Japan gdje je tsunami iz 2011. godine odnio mnogo ljudskih života nakon što je val prešao zidove koji su ga trebali zaustaviti.