إن مستويات سطح البحر ليست ثابتة؛ فهي تتحول باستمرار استجابة لتفاعل معقد بين العوامل الطبيعية والبشرية، ومن أهم العوامل التي تؤدي إلى تيار المحيطات والتوسع الحراري، التي تشهد تغيرات ملحوظة في عالم الاحترار، ويكتسي فهم هذه الآليات أهمية حاسمة بالنسبة للتخطيط الساحلي، والقدرة على الصمود في الهياكل الأساسية، والتنبؤ بمخاطر العزل في المستقبل، وتدرس هذه المادة كيف تؤدي عمليات إعادة توزيع كتل المياه في العالم، إلى الجمع بين عمليات التوسع الحراري.

المحيطات ودورها في مستوى البحر

إن تيار المحيطات واسع النطاق، واستمرار تدفق مياه البحر بفعل الرياح، وتناوب الأرض، والاختلافات في كثافة المياه، والسحب الجاذبية للقمر والشمس )التايدس( وتنقل هذه التواريخ كميات هائلة من الحرارة والملح والمغذيات في أنحاء الكوكب، كما أنها تؤثر تأثيرا ميكانيكيا مباشرا على سطح البحر، مما يجعلها تهبط أو ترتفع في مناطق معينة.

كيف ترتفع أو ترتفع سرعة سطح البحر

إن أكثر الأمثلة انحرافا على هذه الظاهرة هي " خط الخليج " ، وهو تيار غربي قوي يتدفق شمالا على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة، ويتحول أثر كوريوليس إلى اليمين )في نصف الكرة الشمالي(، مما يتسبب في ارتفاع المياه باتجاه الساحل، ويمكن أن يؤدي هذا الارتفاع الدينامي إلى رفع مستوى البحر المحلي بمقدار ٠,٥-١ مترا فيما يتعلق بالمنطقة البحرية الساحلية.

وإلى جانب هذه الآثار الثابتة، يمكن أن تؤدي التغييرات في القوام أو الموقع الحالي إلى تغيير الاتجاهات الإقليمية في مستوى سطح البحر، وقد ارتبط تباطؤ دائرة النقل البري القاحلي في المحيط الأطلسي، التي تشمل منطقة الخليج، بتسريع ارتفاع مستوى سطح البحر على امتداد منطقة شمال شرق أوروبا وأجزاء من أوروبا، وارتفاع معدل النمو في المياه في المنطقة دون الإقليمية إلى حد كبير.

شتات الرياح والتغير الحالي

إن الإجهاد الريحي هو المحرك الرئيسي للتيارات السطحية، فالتغيرات في أنماط الرياح الكبيرة - مثل تكثيف أو تحول الأعمدة في غربي المحيط - يمكن أن تغير قوة ومركز طاقات المحيط، كما أن ارتفاع معدلات الحرارة في منطقة المحيط الهادئ في المناطق الساحلية، ومعدل الارتفاع في المناطق الساحلية، ومعدل الارتفاع في المناطق الساحلية، ومعدل الحرارة في المنطقة، يبلغ ٢٠ سنة، وينامي جنوب شرقا، يرتفع فيها ارتفاع حرارة.

وقد نضجت قياسات التيارات البحرية بشكل كبير خلال العقدين الماضيين، حيث إن مجموعة أرغو من عوامات التنميط، وأجهزة التأجير الساتلية (مثل جيسون - 3 وسينتيل - 6)، والطرق المتحركة توفر بيانات مستمرة، وهذه الأدوات لا تكشف فقط عن المجال الحالي بل تكشف أيضا عن تبدله في النطاقات الزمنية الموسمة إلى التسبب في دمار، كما أن فهم التغيرات الجارية في مستوى سطح البحر أمر أساسي لفصل بين الاتجاهات الطبيعية والقابلية.

التوسع الحراري وارتفاع منسوب البحر

والتوسع الحراري هو العملية المادية التي يرتفع فيها حجم المياه مع ارتفاع درجة حرارتها، ففي المحيط العالمي، حيث يبلغ متوسط درجة الحرارة نحو 3.5 درجة مئوية، يمكن أن يؤدي الاحترار بعشرات قليلة من درجة إلى ارتفاع قابل للقياس في مستوى سطح البحر، ويُعترف الآن بهذه العملية بوصفها أحد المساهمين الرئيسيين في ارتفاع مستوى سطح البحر على الصعيد العالمي، أما الثانية فتمثل في إنصهار الجليد البري (الجليد والجليد).

فيزياء التوسع الحراري

إن معامل التوسع الحراري في مياه البحر ليس ثابتا؛ فهو يتوقف على درجة الحرارة والملوحة والضغط، فالمياه السطحية المشتعلة تتسع بدرجة أكبر من درجة الاحترار في المياه العميقة الباردة، غير أن الحجم الكلي للمحيطات واسع جدا بحيث يتحول حتى متوسط صغير إلى ارتفاع كبير، ويقدر أن التوسع الحراري خلال الفترة ١٩٩٣-٢٠ ساهم في اتجاه نحو ١,٣ ٠,١ ملم في السنة، مما يمثل زيادة في مستوى سطح البحر العالمي.

ومن المهم أن التوسع الحراري ليس موحدا، حيث أن ارتفاع 700 متر من المحيط قد دفأ بشكل كبير، في حين أن الطبقات الأعمق قد دفأت أقل (رغم أن الاحترار في أعماق المحيط يحدث الآن) حيث أن الحرارة تستوعب في المقام الأول في المناطق الفرعية وخط العرض الأوسط، ثم تنقل القطب بالتيارات، ونتيجة لذلك، شهدت بعض المناطق ارتفاعا محليا كبيرا.

ملاحظــات مــن محتوى حرارة المحيطات

إن التوسع الحراري الكمي يتطلب قياسات دقيقة لدرجات حرارة المحيطات بعمق، ويوفر برنامج آرغو، الذي بدأ في أوائل العقد الأول من القرن العشرين، مجموعة عالمية من سمات العوامات التي تقيس درجة الحرارة والملوحة من السطح إلى 2000 مترا، وتمتد سجلات درجة حرارة سطح البحر التي تُستخدم في السواتل إلى ثمانينات القرن الماضي، وتظهر هذه البيانات مجتمعة أن المحيطات قد استوعبت أكثر من 90 في المائة من الطاقة الفائضة من عام 1970

ويتسارع معدل التوسع الحراري، وتشير النماذج والملاحظات إلى أن زيادة المساهمة في ارتفاع مستوى سطح البحر قد ارتفعت من حوالي 0.6 ملم/لتر في السبعينات إلى أكثر من 1.4 ملم/لتر في 2010ات، ويقود هذا التسارع إلى حد كبير إلى الارتفاع المستمر في متوسط درجات الحرارة العالمية وتزايد القدرة الحرارية للمحيط الأعلى.

أنماط التوسع الحراري الإقليمية

ولا يحدث التوسع الحراري على نحو متساو في جميع أنحاء العالم، وتظهر خريطة الاتجاهات في مستوى البحر من التأشيرات الساتلية نمطا متميزا: إذ أن المعدلات أعلى في غرب المحيط المداري والمحيط الهندي، والطاقة دون المدارية، والأجزاء السفلية في شرق المحيط الهادئ وأجزاء من المحيط الجنوبي، وتنشأ هذه الاختلافات بسبب تداول المحيطات، وتنتقل التيارات المياه الدافئ من المناطق المدارية إلى خطوط العرض العليا، وترتفع درجة الحرارة إلى أعلى.

وتشير التوقعات المستقبلية للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ إلى أن التوسع الحراري سيظل مساهما رئيسيا في ارتفاع مستوى سطح البحر لقرون، حتى وإن استقرت انبعاثات غازات الدفيئة، وفي إطار سيناريو مرتفع الانبعاثات (SSP5-8.5)، يمكن للتوسع الحراري وحده أن يضيف 0.2 إلى مستوى سطح البحر المتوسط العالمي بحلول عام 2100 و 1 إلى مترين بحلول عام 2300.

الآثار المشتركة على مستويات البحار

ولا تعمل تيارات المحيطات والتوسع الحراري بمعزل عن بعضها البعض، بل تتفاعل مع بعضها البعض، وتنتج عن تأثيرها المشترك تغييرات على مستوى البحر لوحظت على السواحل، ويُعتبر فهم هذا التآزر أمرا أساسيا لفصل التقلبات الطبيعية عن الاتجاهات القسرية ولإسقاطات محلية موثوقة.

خلاصات السائقين على الصعيد الإقليمي

وفي أي موقع من المواقع، فإن التغير الملحوظ في مستوى سطح البحر هو مجموع عدة مساهمات: الارتفاع العالمي (الذي يهيمن عليه التوسع الحراري وذوبان الجليد)، والتغيرات الدينامية الإقليمية بسبب التيارات والتغيرات في كثافة المحيطات (ويسمى في كثير من الأحيان عنصر " مستوى البحر الدينامي " )، والآثار الرطبة والتناوبية الناجمة عن فقدان الكتلة الجليدية، والحركة الأرضية العمودية (التبعية أو الارتفاع).

وفي مناطق ساحلية كثيرة، يمكن أن تؤدي التغيرات الدينامية في مستوى سطح البحر من التيارات إلى زيادة أو تعويض الارتفاع العالمي في السواحل الغربية للولايات المتحدة، وهو مزيج من الارتفاعات المحلية التي تحركها الرياح، والتحول الجنوبي لتيار كاليفورنيا، إلى معدلات " ساد " على مستوى البحر - وهي معدلات تقل عن المتوسط العالمي، بل قد تتراجع في بعض الأماكن، غير أن هذه الهالات الإقليمية حساسة إزاء التغيرات في أنماط الرياح والعقود القادمة.

دور الملح والكثافة

كما أن تغيرات الكثافة تؤثر على مستوى سطح البحر، فالمياه العذبة أقل كثافة من المياه المالحة؛ وبالتالي فإن المنطقة التي تتلقى كميات كبيرة من مياه الأنهار أو الجليد المذوب قد تشهد ارتفاعاً في مستوى سطح البحر المحلي بسبب انخفاض الكثافة، وفي محيطات القطب الشمالي والمحيطات شبه القطبية، فإن التوليد من المياه الجليدية وزيادة التهطال قد يقلل من كثافة المياه السطحية، مما يؤدي إلى توسع طفيف في المياه العذبة.

رصد النظام الموحد ونمذجه

ويعتمد المجتمع العلمي على مزيج من التأمات الساتلية (لطول سطح البحر المحدد)، وعوامات آرغو (للدرجات الحرارية والملوحة)، وقياسات المد (للسجلات الساحلية الطويلة الأجل)، ونماذج المحيطات (لتحفيز الديناميات)، وينسق نظام رصد مستوى سطح البحر العالمي بيانات المزج بين المد والملي، بينما تُظهر دائرة رصد البيئة البحرية في كوبرنيخ أكثر من المنتجات البحرية التشغيلية().

وعلى المستوى المحلي، يستخدم المخططون " توقعات ارتفاع مستوى سطح البحر " التي تتضمن نواتج نموذجية، كما أن بوابة Sea Level تقدم توقعات مصممة حسب الطلب تُحسب للتوسع الحراري والتغييرات الحالية والآثار الجاذبية، وبالمثل، فإن

عوامل رئيسية أخرى وتوقعات طويلة الأجل

وفي حين أن تيارات المحيطات والتوسع الحراري هي أمران محوريان، فإنها تشكل جزءا من نظام أكبر، فإمضاء المراحيض وصحائف الجليد تضيف المياه إلى المحيط، ولكنها أيضا تغير الجاذبية والتناوب، مما يجعل مستويات البحر تهبط قرب الجليد المذوب وترتفع بعيدا، كما أن استنفاد المياه الجوفية وتشييد خزانات المياه يؤثران أيضا على مستوى البحر المتوسط على الصعيد العالمي، وفي المدى الطويل، فإن القصة المهيمنة هي زيادة اختلال الطاقة في الأرض.

السيناريوهات المستقبلية وتأثيرات السواحل

وفي إطار سيناريوهات الانبعاثات المتوسطة المدى، يتوقع أن يسهم التوسع الحراري بـ 0.2 إلى 0.3 متر بحلول عام 2100، وفي ظل السيناريوهات العالية، يمكن أن يتجاوز التوسع 0.4 مترا، وقد يصل الارتفاع الكلي في مستوى سطح البحر، مجتمعين بمساهمات في صفائح الجليد، إلى 1 إلى 2 مترا بحلول عام 2100، وإلى عدة أمتار بحلول عام 2300، وحتى إذا أوقفت الانبعاثات اليوم، فإن التوسع الحراري سيستمر لقرون بسبب تباطؤ التكيف مع البيئة.

وبالنسبة للمهندسين وصانعي السياسات، فإن فهم دور تيارات المحيطات أمر حاسم في تصميم هياكل لا يمكن أن تتحمل مستويات أعلى من المياه فحسب، بل أيضاً تغيرات في موجة العواصف والطاقة الموجية، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يؤدي التحول في إطار مبادرة الخليج إلى تغيير مسارات الأعاصير وكثافتها، مما يزيد من حدة المخاطر الناجمة عن ارتفاع مستوى سطح البحر.() وتُوفِّر U.S. Geological Survey تقييمات مفصلة للضعف.

أوجه عدم اليقين وأهمية مواصلة المراقبة

ورغم أوجه التقدم، لا تزال هناك أوجه عدم يقين، حيث إن كمية الاحترار العميق في أعماق المحيطات، والسلوك المستقبلي للجنة البحرية الآسيوية، والارتدادات بين عمليات إعادة التوزيع الجارية والسطحية البحرية، هي مجالات نشطة من البحوث، وقد تم توسيع نطاق برنامج آرغو () ليشمل الغرامات العائمة (حتى 6000 متر) لاحتجاز الدفء في أعماق المحيطات.

وباختصار، فإن تيارات المحيطات والتوسع الحراري هي عوامل رئيسية للتغيير على مستوى سطح البحر، إذ تعمل بشكل متضافر على تحقيق اتجاهات عالمية وتباينات إقليمية قوية، وتعيد توزيع المياه والحرارة، مما يتسبب في ارتفاعات وهبوطات على مستوى البحر على الصعيد المحلي، مما يمكن أن يخفي أو يضخم إشارة التوسع الحراري الكامنة، والتوسع الحراري نفسه هو نتيجة مباشرة لدفء المحيطات، مما يؤدي إلى حدوث كسور كبير في الارتفاع الملحوظ، وسيستمر في عمليات الرصد على مدى القرون.