Морското ниво е основна граница между атмосферата и хидросферата, а

Морското равнище е съществена граница сред атмосферата и хидросферата, а неговото състояние е от изключително огромно значение за процесите при бреговата линия, и в по-широк подтекст, за прилежащите крайбрежни територии. Равнището на Световния океан е динамично – то се е променяло в предишното, трансформира се и през днешния ден. Промените в морското равнище са непосредствено свързани с климата. Покачването на равнището, което е обвързвано с повишаването на температурите, е и резултат от топенето на ледниците и топлинното уголемение на водната маса, може да бъде обвързвано с материални и екологични загуби, тъй като носи опасности от разрушение и заливане на плодородни и гъстонаселени крайбрежни територии.

Всички водни басейни, които са част от Световния океан, са свързани между тях и имат общо водно равнище, заложено от силата на земното притегляне. Морското ниво е с фундаментално значение освен за чисто научните проучвания, само че и за прекалено много аспекти от живота на хората. По него се дефинират безспорните височини на сушата, както и дълбочините в океана. Морското равнище дефинира площта на сушевата и океанската повърхнина на планетата, и е ясна отличителна граница сред две контрастни естествени среди с присъщите им разнообразни по устройство и качества организми.

Малко от нас обаче си дават сметка за огромното значение на това равнище за естествените процеси на сушата, и че неговата смяна въздейства директно на живота на хората и на стопанството. Морското равнище е главен ерозионен базис за течащите води, т.е., то е регулатор на силата на ерозия на реките и потоците. Понижаването му води до усилване на речната ерозия, до момента в който неговото повишаване отслабва ерозионната интензивност. Равнището на морската вода е определящо и за процесите на абразия – разрушителното влияние на морския прибой върху крайбрежията.

Като съществена гранична квадратура сред атмосферата и хидросферата, повърхността на водните басейни е подложена на непрекъснато влияние от климатичните процеси. Влиянията могат да бъдат краткосрочни (временни, циклични) или дълготрайни (постъпателни). 

Най-кратковременни вариации на морското равнище са класическите ветрови талази, които са и главен унищожител на крайбрежията. В хода на денонощието се демонстрират приливно-отливните съмнения – резултат от гравитационното взаимоотношение сред Земята и Луната. При стихии, съпроводени със мощни ветрове, се демонстрират нагонните талази – бурята „ издухва “ огромен размер морска вода към сушата, при което равнището се покачва с няколко десетки сантиметра до няколко метра и това може да трае прочут брой дни (Фиг. 1). Инцидентно, само че от време на време пагубно въздействие, оказват вълните цунами, които пораждат при подводни трусове и разбърквания на морското дъно. Всички тези феномени въздействат значително върху брега и крайбрежната област, а някои от тях (нагоните и сеизмичните вълни) могат да нанесат съществени материални вреди, както и да бъдат животозастрашаващи.

Фигура 1. Силно ветрово неспокойствие в комбиниране с нагонна вълна заплашва с наводнение крайбрежните улици на гр. Трамор, Ирландия. Снимка: Getty Images

Дългосрочните промени на морското равнище могат да бъдат с районен или с световен темперамент. Регионалните промени са резултат от тектонски придвижвания (потъване или издигане на брега) или изостатични съмнения (например издигане на крайбрежията на Скандинавия след освобождение от тежестта на континенталния хладилник, съществувал там в миналото). Вариациите на морското равнище в планетарен мащаб са резултат от измененията във водния баланс на хидросферата и атмосферата и се дефинират директно от световните температури. В разгара на последния ледников интервал, когато междинните многогодишни температури са били много по-ниски от актуалните (с към 4°С в екваториалната област, до 6-7°С в умерените и до 10-12°С в огромните ширини), с лед са били покрити 30% от сушата, а равнището на Световния океан е било със 110 до 130 м по-ниско от актуалното (Фиг. 2). По това време по-голямата част от днешното плитко морско дъно, което назоваваме „ шелф “, е била суша. Там е протичала дейна акумулация на наноси, донесени от реките, които интензивно са ерозирали континентите.   

Последвалото стопляне довело до превръщането на големи маси лед в течна вода, която постъпвала в океана и последователно увеличавала размера и равнището му.

Повишаването на морското ниво траяло с спирания до холоценския температурен оптимум отпреди към 5000 години, когато то е било с към 1,5 – 2 м над актуалното. След това, по отношение на рухването на температурите, се намалило до равнища близки до сегашните, с флуктуации от 10 – 20 см сред по-топлите и по-хладните епизоди.   

Във връзка със актуалното стопляне, за 

интервала от 1900 година до момента равнището на Световния океан се е покачило с към 20 см

 (Фиг. 3), от които 7,5 см издигане е записано единствено в последния четвърт век. 42% от това покачване се дължат на топлинно уголемение на океанската вода вследствие на по-високата ѝ температура, 21% на топенето на ледниците в дребните и умерените ширини, 15% на топенето на Гренландския хладилник и 8% на антарктическите ледници.

Един от най-съществените резултати от издигането на равнището е обвързван с разрушителното деяние, което морските талази оказват върху брега.  

Нека на първо време разбираем какъв е механизмът на това деяние. 

Прибоят оказва оптимален унищожителен резултат върху брега директно към водната повърхнина, при което с течение на времето морето стартира да подкопава скалите и образува хлътналост в основата на брега – прибойна ниша. С увеличение на дълбочината на нишата, лежащите от горната страна скали стават нестабилни и в даден миг се срутват в морето. Възниква отвесен скален откос – клиф, а процесът на подкопаване стартира нов цикъл. В резултат на това под водата, само че наоколо до морското равнище, се образува заравнена скална площадка – бенч, която свидетелства до каква степен е стигала сушата в предишното. Като нейно продължение, във вътрешността в морето стартира отсрочване на част от материала, опустошен от брега. При неявяване на други фактори, с течение на времето разрушителният капацитет на абразията последователно понижава, защото подводната тераса става все по-обширна и от ден на ден „ убива “ силата на вълнението. Накрая дъното доближава равновесен профил, при който морето към този момент не може да влияе разрушително на брега (линията В-В1 на Фиг. 4). 

Установено е, че при непрекъснато морско равнище разрушителното деяние на абразията разрешава на морето да напредне най-много до няколко километра във вътрешността в сушата. Ако обаче равнището се повишава, абразионните процеси непрекъснато се зареждат с нова мощ и имат капацитет да нанесат доста по-големи опустошения. Нестихващата и висока интензивност на абразията води и до активизиране на крайбрежните свлачища.

Друг директен отрицателен резултат от повишението на морското равнище е по-големият риск от наводнение на ниските сектори от бреговете в изискванията на мощно ветрово неспокойствие и морски нагон, заради по-лесното нахлуване на вълните в сушата (Фиг. 1, 5).

Фигура 5. Бурен ден край крайбрежията на Шотландия. Снимка:  James McDowall / Shutterstock

В  вероятността на увеличаваща се периодичност и мощ на рисковите метеорологични явления 

се чака проявата на такива наводнения, както и вредите, нанесени от тях, да се усилят значително . 

На редица места по света се следи увеличение на честотата и силата на тропичните циклони, които са съществени причинители на морски наводнения в дребните географски ширини.

Теоретично, цялостното стопяване на Гренландския хладилник би повишило равнището със 6,7 м, на Западноантарктическия хладилник – със 7 м, а на Източноантарктическия – с към 58 м. Тоест, оптимално вероятното повишаане на равнището на океана е с към 71 м. Учените считат, че цялостното стопяване на ледниците при всички положения би лишило хилядолетия, тъй че сходни сюжети не се разискват, когато става въпрос за обозримото бъдеще. Предвижданията в отчета на IPCC (2014), в хода на плануваните сюжети на увеличение на температурите, до края на века покачването на равнището би трябвало да бъде сред 1,2 и 2,4 м. Перспективата за доста повишаване на равнището на океана в идващите десетилетия е обвързвана със опасност от заливане на плодородни крайбрежни земи, а с цел да се предотврати това се постановат скъпоструващи брегоукрепителни мероприятия – създаване на насипи и шлюзове. 

Към 2010 година годишните загуби на Европа от крайбрежните наводнения са оценени на 1,25 милиарда евро,

 от които към половината се падат на Англия, Франция и Италия. До 2050 година, разноските се чака да се повишат до 12,5 – 39 милиарда евро, което е нарастване от 10 до 30 пъти. През втората половина на века прогнозните разноски се чака да нарастват до 93 – 961 милиарда евро, т.е. повишаване от 75 до 770 пъти по отношение на актуалните равнища (по данни на Vousdoukas et al., 2018). Максималните и минимални планирани суми са директно свързани със степента на повишение на равнището.

Покачването на равнището от дълго време е сериозен проблем за Венеция, „ бижуто на Адриатика “, защото градът така и така постепенно потъва заради уплътняването на лагунните наноси, върху които е издигнат. Особено чести са наводненията през зимата, които са свързани с проявата на духащите от Африка мощни южни ветрове сироко. В последните години са следени няколко наводняване с височина на водите над 1,2-1,5 м. 

Фигура 6. Наводненият площад Сан Марко във Венеция. Снимка: Getty Images

Санкт Петербург – „ морската столица на Русия “ също неведнъж е страдал от наводнения, породени от нагонните талази в тесния и дълъг Фински залив. При най-голямото от тях (1824 г.) равнището на морето се повишава с над 4 м, а в последните 3 века покачване на равнището с над 2 м се следи приблизително един път на всеки 6 години. След 32-годишно строителство, през 2011 година беше приключена обширна система от насипи, която защищава града като в същото време пропуща плавателните съдове. Разходите за построяването на това оборудване се правят оценка на 8,5 милиарда рубли (над 101 млн евро).

Най-застрашени от покачването на равнището на океана са кораловите острови в Тихия и Индийския океан, които са доста ниски – при повишение с 2 м страни като Малдивите, Соломоновите острови и други, ще бъдат изцяло залети от морето. 

Сред най-уязвимите континентални страни са Нидерландия, Белгия, Дания и американският щат Флорида. 

Особено огромна е опасността за Бангладеш, където 15% от територията е под 1,5 м надморска височина, а популацията понастоящем е към 150 млн. души, както и за Китай, чиито най-гъсто обитаеми региони се намират в източните приморски низини. Това значи, че едно доста повишаване на морското равнище крие капацитет за невиждана по размерите си филантропична рецесия. 

В светлината на предстоящите промени към този момент се стартират някои хрумвания за мегаинфраструктури, които да предложат отчасти решение на казуса. Така да вземем за пример, преграждането със стена на протока Гибралтар би разрешило да се резервира стабилно равнището на Средиземно море, като по този начин се опазят голямото историческо завещание и туристически запаси по неговите крайбрежия. Също по този начин, учени от Нидерландия и Германия оферират да се построят две солидни насипи (между Англия и Франция и надлежно сред Шотландия и Норвегия), с което да се изолират от океана Северно море и обвързваното с него Балтийско море, и по този начин да се защитят страните в Северна и Западна Европа от повишението на морското ниво. Такива мегапроекти плануват влагането на големи средства, с цел да се избере „ по-малкото зло “ – т.е., да се избегнат още по-големите загуби, свързани със заливането на плодородните и гъсто обитаеми брегове. 

В тази връзка, в случай че желаят да понижат загубите на плодородни земи и колосалните разноски по създаване на скъпоструваща брегозащитна инфраструктура, стопанските системи би трябвало, доколкото е допустимо, да лимитират въздействието си върху климата. Обикновеният човек обаче може да направи малко по този въпрос. За сметка на това, най-големи старания за ограничение на парниковите излъчвания би трябвало да положат огромните международни промишлени замърсители.

Автор: Емил Гачев / Климатека

Емил Гачев е доцент в катедра “География, екология и запазване на околната среда ” към Природо-математическия факултет на Югозападния университет „ Неофит Рилски “, като работи и в департамент „ География “ към НИГГГ-БАН. Докторска степен (специалност Ландшафтознание) получава през 2005 година от ГГФ на СУ „ Св. Климент Охридски “. Оттогава се занимава с научно-изследователска работа в сферите на геоморфологията (ледников и криогенен релеф), хидрологията (изследвания на планински езера), глациологията (съвременни ледникови микроформи) и климатичните промени в планините на България и Балканския полуостров. Преподавател по хидрология, геология (ЮЗУ) и ландшафтна екология (УАСГ).

В обявата са употребявани материали от:

1. Зенкович. В., 1962. Основы учения о развитии морских берегов. М. изд. АН Съюз на съветските социалистически републики, 710 с.
2. Ali, A., 1995. Vulnerability of Bangladesh to climate change and sea level rise through tropical cyclones and storm surges. Water, Air and Soil Pollution, 92 (1-2). 171-179.  
3. Frederikse, T., F. Landerer, L. Caron, S. Adhikari, D. Parkes, V. W. Humphrey, S. Dangendorf, P. Hogarth, L. Zanna, L. Cheng, Y.-H. Wu, 2020. The causes of sea-level rise since 1900. Nature volume 584, pages393–397.
4. Scott, D. B., P. T. Gayes, E. S. Collins, 1995. Mid-Holocene Precedent for a Future Rise in Sea-Level along the Atlantic Coast of North America. Journal of Coastal Research, 11/3. 615-622
5. Bervid H. D., A. Glueder, E. A. Steponaitis, A. G. Yanchilina, 2016. Sea-level budgets at decadal to millennial timescales to bridge paleo and instrumental records. Past Global Changes Magazine 24(2) 80.
6. Dougherty A. J., A. Zoë, Th.-Chr. Fogwill, A. Hogg, J. Palmer, E. Rainsley, A. Williams, S. Ulm, K. Rogers, B. G. Jones, C. Turney, 2019. Redating the earliest evidence of the mid-Holocene relative sea-level highstand in Australia and implications for global sea-level rise. Plos One. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218430
7. Skinner, B., S. Porter, 1995. The Dynamic Earth. An Introduction to Physical Geology.
8. The Intergovernmental Panel on Climate Change. Synhesis Report. 2014. https://www.ipcc.ch/
9. Vousdoukas, М., L. Mentaschi, E. Voukouvalas, M. Verlaan, S. Jevrejeva, L. P. Jackson, L. Feyen, 2018. Global probabilistic projections of extreme sea levels show intensification of coastal flood hazardNature Climate Change 8: 776-780.
10. Woodroffe, S., B. Horton, 2005. Holocene sea-level changes in the Indo-Pacific. University of Pennsylvania, Departmental Papers.
11. https://intarch.ac.uk/. The digital journal for archaeology. LGM extended coastlines.
12. https://www.irishtimes.com/news/ Тhe Irish Тimes. Defences needed as floods set to become more frequent, expert says.
13. https://www.climatechangepost.com/ ClimateChangePost. Extreme sea levels, not socioeconomic changes, are the main driver of Europe’s future coastal flood risk.
14. https://www.dailysabah.com/ Daily Sabah. In photos: High tide floods Venice as dam system fails to activate. Photos: Reuters.