Achtergrond

Zeespiegelstijging

Zeespiegelstijging staat volop in de belangstelling, en dat is geen wonder in een laaggelegen land als Nederland. Maar wat is eigenlijk zeespiegelstijging?

Waardoor stijgt de zeespiegel? Hoe kan het dat de zeespiegel niet overal op aarde op dezelfde manier verandert? Hoe goed kunnen we zeespiegelveranderingen uit het verleden en heden meten en begrijpen? En wat brengt de toekomst? De antwoorden vindt u op deze site.

Bron: beeldbank V&W
Bron: beeldbank V&W

Wat is zeespiegelstijging?

De relatieve zeespiegelstijging op een bepaalde plek op aarde is de som van de toename van de hoogte van het zeeniveau (absolute zeespiegelstijging) en de lokale bodembeweging (Figuur 2). Nederland ondergaat momenteel een bodemdaling van enkele centimeters per eeuw, door inklinking van de bodem en door na-ijleffecten van de laatste ijstijd. Op sommige plaatsen gaat de bodemdaling veel sneller.

Absolute zeespiegelstijging kan worden veroorzaakt door veranderingen in de totale hoeveelheid water in de oceanen (toename van de massa) en in de dichtheid (het soortelijke gewicht) van het aanwezige oceaanwater (toename van het volume).

Voorbeelden van processen die bijdragen aan de toename van de massa zijn het smelten van gletsjers en ijskappen en veranderingen in rivierafvoer. De grootste bijdrage aan de toename van het volume komt van het krimpen of uitzetten van oceaanwater door een temperatuurverandering.

Het smelten van zeeijs heeft geen invloed op de hoogte van de zeespiegel: drijvend zeeijs verplaatst net zoveel water als het eigen gewicht (wet van Archimedes). Als zeeijs smelt, wordt het verplaatste water vervangen door smeltwater. 

Figuur 2: Relatieve zeespiegelstijging is de som van bodemdaling en absolute zeespiegelstijging
Figuur 2: Relatieve zeespiegelstijging is de som van bodemdaling en absolute zeespiegelstijging

Hoe wordt het zeeniveau gemeten?

Veranderingen in het zeeniveau worden gemeten met behulp van peilschalen langs de kust en satellieten. Peilschalen langs de kust meten de getijden. Wanneer de meetreeksen lang genoeg zijn (liefst 100 jaar of langer), kan hieruit ook de relatieve zeespiegelstijging (Figuur 2) bepaald worden. Om hieruit de absolute zeespiegelstijging af te kunnen leiden is nauwkeurige informatie over de lokale bodembeweging nodig. Deze bodembeweging wordt zo goed mogelijk bepaald met behulp van geologische modellen van de aardkorst. Toch is deze vertaalslag van relatieve zeespiegelstijging naar absolute zeespiegelstijging een bron van onzekerheid. 

Sinds 1992 kunnen veranderingen in de hoogte van de zeespiegel over de hele wereld zeer nauwkeurig worden waargenomen met satellieten. Deze satellieten registreren niet alleen eventuele langzame trends maar ook snelle variaties die veroorzaakt worden door natuurlijke schommelingen, zoals golven en getijden.. 

Ook zijn er satellieten die heel nauwkeurig het zwaartekrachtsveld van de aarde in kaart brengen. Dit zwaartekrachtsveld varieert in plaats en tijd door de onregelmatige verdeling van de massa binnenin de aarde en door de bewegingen in de aardkorst, de oceanen en de atmosfeer. Met deze satellieten worden onder meer de ijskappen van Groenland en Antarctica bestudeerd. Of en zo ja hoeveel de massa van een ijskap verandert is af te leiden uit de lokale verandering van het zwaartekrachtsveld die daarmee gepaard gaat. 

Is het zeeniveau overal op aarde even hoog?

De draaiing van de aarde zorgt er voor dat de oceaan zich anders gedraagt dan het water in een badkuip. Het lokale zeeniveau kan, vanwege het Coriolis effect, sterk afwijken van het wereldgemiddelde niveau, ook voor langere tijd.

De wind (en veranderingen daarin) beïnvloedt de opzet van water tegen kusten.
Oceaanstromingen gaan gepaard met heuvels en dalen in het zeeoppervlak (analoog aan hoge- en lagedrukgebieden in de atmosfeer). Als de stroming verandert, verandert ook het lokale zeeniveau.
Omdat de zwaartekracht niet overal op aarde gelijk is, is de geoide (de 'ruststand' van het zeeoppervlak) geen nette bol, maar vertoont deze heuvels en dalen met een amplitude van wel 100 meter. Wanneer de verdeling van massa op aarde verandert, verandert ook het zwaartekrachtsveld en daarmee de (lokale) ruststand van het water.
 

Verdeelt het smeltwater van ijskappen en gletsjers zich gelijkmatig over de oceanen?
Wanneer een ijsmassa op het land smelt komt het smeltwater in zee terecht . De wereldgemiddelde (eustatische) zeespiegelstijging die dat veroorzaakt is eenvoudig uit te rekenen aan de hand van de massa en het soortelijk gewicht van het ijs en de grootte van het oceaanoppervlak. Om de zeespiegel wereldwijd te laten stijgen met 1 millimeter is 360.000 miljard kilogram ijs nodig.

Maar het smeltwater verdeelt zich niet gelijkmatig over de aarde, als gevolg van het zogenaamde zelfgravitatie effect. Zeewater wordt door de zwaartekracht naar een op het land liggende ijsmassa toe getrokken. Het zeeniveau is daardoor relatief hoog in de buurt van een ijskap (Figuur 3). Wanneer (een deel van) het landijs smelt, verdwijnt ook (een deel van) de aantrekkende werking ervan op het zeewater, en zal de zeespiegel ook kantelen.

Het netto effect van het smelten van landijs en het bijbehorende zelfgravitatie effect als gevolg van de geoideverandering is dat er in een gebied dicht bij de ijskap (gebied A in Figuur 3) zeespiegeldaling plaatsvindt. Verder van de ijskap (gebied B) treedt wel zeespiegelstijging op maar deze is minder groot dan de eustatische stijging. Ver van de ijskap (gebied C) is de zeespiegelstijging groter dan de eustatische stijging. Gebied A strekt zich uit tot een afstand van ongeveer 2200 kilometer van de ijskap, gebied B tot een afstand van ongeveer 6700 km. Het zelfgravitatie effect zorgt alleen voor een herverdeling van het smeltwater, de wereldgemiddelde stijging is uiteraard gelijk aan de eustatische stijging.

Figuur 3: Illustratie van het effect van zelf-gravitatie op de lokale zeespiegel. Zwart: oorspronkelijke zeespiegel, blauw: eustatische zeespiegelstijging als gevolg van het smelten van de ijskap, rood: werkelijke zeespiegelverandering inclusief zelf-grav
Figuur 3: Illustratie van het effect van zelf-gravitatie op de lokale zeespiegel. Zwart: oorspronkelijke zeespiegel, blauw: eustatische zeespiegelstijging als gevolg van het smelten van de ijskap, rood: werkelijke zeespiegelverandering inclusief zelf-grav
Niet gevonden wat u zocht? Zoek meer achtergrond artikelen