Вчені виявили 18-річний цикл коливань рівня моря в Арктиці

Доктор Алан Велч з Британського інституту наук провів масштабне дослідження даних припливних станцій у північних морях, яке виявило раніше недооцінені циклічні коливання рівня моря. Робота є продовженням серії досліджень, присвячених аналізу морських рівнів за допомогою різних методів вимірювання.

Дослідник проаналізував дані дев'яти припливних станцій, розташованих у північних широтах, включаючи Абердін, Берген, Нарвік, Рейк'явік, Мурманськ, Баренцбург, Лервік, Тіксі та Торсхавн. Додатково було вивчено дані станції Брест як окремий випадок. Період спостережень охоплював від 50 до 216 років залежно від станції.

Методологія дослідження базувалася на спектральному аналізі залишкових значень рівня моря після вилучення довгострокового тренду. Для кожної станції визначалися основні періоди коливань, їхні амплітуди та фазові зсуви. Дослідник використовував синусоїдальні криві для апроксимації виявлених коливань.

Найдовший ряд спостережень мала станція Брест з періодом 216 років від 1807 до 2022 року. Спектральний аналіз виявив чотири основні періоди коливань: 92,8, 36,1, 28,2 та 19 років. Амплітуди цих коливань становили від 10 до 14 міліметрів.

Станція Абердін з 161-річним рядом спостережень від 1862 до 2022 року показала три основні періоди: 84,9, 43 та 18,1 року. Амплітуди коливань досягали 18, 12,5 та 10 міліметрів відповідно. Дослідник зазначає, що деякі відхилення в даних пов'язані з пропусками інформації, особливо в період від 2016 до 2021 року.

Для станції Берген з 108-річним періодом спостережень виявлено періоди коливань 66,9, 28,9 та 19,2 року з амплітудами 14, 12 та 12 міліметрів. Дані мали два середні пропуски в 1940-х та 1970-х роках.

Коротші ряди спостережень також показали цікаві результати. Станція Нарвік з 76-річним періодом від 1947 року продемонструвала періоди 26, 17,6 та 13,4 року. Станція Рейк'явік з 67-річним рядом виявила періоди 37, 18,7 та 14 років з амплітудами до 18 міліметрів.

Особливий випадок становили дані станції Мурманськ, де спостерігалося незвичайне підвищення рівня моря приблизно на 100 міліметрів між 1990 та 2010 роками, що вплинуло на спектральний аналіз. Незважаючи на це, вдалося виявити основний період коливань 65,2 року.

Ключовим відкриттям стало виявлення спільного 18-річного циклу коливань. Коли дослідник об'єднав дані восьми станцій за період від 1993 до 2025 року, виявилася подібність між кривими. Усереднена крива показала чіткий приблизно 18-річний цикл.

Аналіз амплітуд та періодів виявив два кластери. Перший з періодом 13,5 року охоплював шість з дев'яти станцій. Другий кластер з періодом близько 18 років включав вісім з дев'яти станцій, причому дев'ята станція показала значення 21,4 року.

Дослідник також порівняв отримані результати з супутниковими даними NASA. Аналіз супутникових вимірювань за 33 роки виявив коливання з періодом 16,9 року, що узгоджується з даними припливних станцій. Спектральний аналіз супутникових даних також показав піки на періодах близько 29 років та 11 років, останній можливо пов'язаний з сонячним циклом.

Велч зазначає, що кожна припливна станція демонструє два або більше коливань залишкових рівнів моря з періодами від 11 до 100 років, додатково до численних коливань з періодами менше 11 років, спричинених змінами опромінення або циклами Ель-Ніньо та Ла-Ніньї.

Дослідник підкреслює, що коливання з періодами понад 20 років відрізняються від станції до станції, і їхній сумарний ефект важко визначити. Проте відсутність вимірювань у північних морях може впливати на глобальні супутникові показники рівня моря.

Основний висновок полягає в тому, що 29-річна варіація пов'язана з лінійною апроксимацією супутникових даних, тоді як загальна варіація близько 18 років присутня у всіх припливних графіках і проявляється в повних супутникових даних. Це вказує на можливість того, що райони, не охоплені супутниковим моніторингом, можуть спричиняти синусоїдальні варіації в глобальних результатах.