Para as centenas de milhões de pessoas que vivem nas regiões costeiras em todo o mundo, a elevação dos mares provocada pela mudança climática representa uma ameaça direta. Para que as autoridades planejem estratégias de proteção adequadas, informações precisas sobre a elevação do nível do mar próximo à costa são imperativas. Por várias razões, essas medições são difíceis de obter de satélites. Contudo, Uma nova pesquisa financiada pela ESA demonstra como uma forma específica de processamento de dados de altimetria de satélite agora torna possível determinar a mudança do nível do mar em áreas costeiras com precisão de milímetros por ano, e até mesmo se o mar estiver coberto de gelo.

Usando o Mar Báltico como um alvo para a pesquisa, esta nova técnica de processamento, que mostra diferenças regionais no aumento do nível do mar, melhora e amplia drasticamente os mapas anteriores de tendências do nível do mar. Os resultados revelam que entre 1995 e 2019, o nível do mar aumentou a uma taxa anual de 2-3 mm no sul, ao longo das costas alemã e dinamarquesa, em comparação com 6 mm no nordeste, na Baía de Bótnia.

À medida que nossa atmosfera e oceanos continuam a aquecer por causa da mudança climática, os níveis do mar provavelmente continuarão a subir por muitas décadas. O relatório de 2019 do Painel Intergovernamental das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (IPCC) pinta um quadro grave dos problemas que enfrentamos devido ao aumento do nível do mar. O Relatório Especial sobre o Oceano e a Criosfera em um Clima em Mudança afirma que o nível médio do mar global provavelmente aumentará entre 0,29 me 1,1 m até o final deste século. Esta é a pior projeção de elevação do nível do mar já feita pelo IPCC.

Desde o início da década de 1990, satélites carregando altímetros de radar têm rastreado a mudança de altura da superfície do oceano, e mostrar que o nível médio global do mar aumentou, na média, em pouco mais de 3 mm a cada ano e, preocupantemente, que essa taxa de aumento aumentou nos últimos anos.

Contudo, como acontece com qualquer média, o termo 'aumento médio global do nível do mar' não conta toda a história. O nível do mar não está subindo na mesma taxa em todos os lugares. Ao longo da costa, por exemplo, o aumento do nível do mar pode exceder a média global por causa da complexa dinâmica do oceano próximo à terra.

Enquanto o French – U.S. série de missões do satélite Jason, Missões Envisat e CryoSat da ESA, e os satélites Copernicus Sentinel-3 forneceram dados essenciais para rastrear o aumento do nível do mar em mar aberto, mapear o aumento próximo ao litoral é mais difícil. Isso ocorre porque as montanhas, baías e ilhas offshore distorcem o sinal de radar que é refletido de volta para o satélite. Outro problema é o gelo marinho, que cobre partes dos oceanos no inverno, é impenetrável ao radar.

Florian Seitz, Diretor do Instituto Alemão de Pesquisa Geodésica da Universidade Técnica de Munique, disse, "Para proteger as pessoas e a infraestrutura, por exemplo, construindo estruturas de proteção contra inundações, proteger os portos ou aumentar os diques - precisamos de previsões confiáveis ​​sobre as tendências do nível do mar. "

Através do projeto Ciência de Observação da Terra para a Sociedade do Nível do Mar Báltico da ESA (Baltic SEAL), uma equipe de pesquisadores da Universidade Técnica de Munique trabalhou com parceiros internacionais para desenvolver algoritmos para processar dados de medição de uma variedade de sensores de altimetria de satélite para produzir medições precisas e de alta resolução das mudanças no nível do mar em áreas costeiras e em pistas entre o mar gelo.

Os pesquisadores escolheram o Mar Báltico como região modelo. "Os dados desta região são especialmente adequados para o desenvolvimento de novos métodos porque vários fatores tornam a análise difícil, como a forma complexa da costa, gelo marinho e vento. Ao mesmo tempo, há uma abundância de medições locais do nível do mar para corroborar os resultados, "disse o líder do projeto Marcello Passaro.

"Um método analítico que funciona no Mar Báltico pode ser facilmente adaptado a outras regiões."

Para lidar com centenas de milhões de medições de radar feitas entre 1995 e 2019 em missões de satélite, incluindo a série Jason, Envisat, CryoSat e Copernicus Sentinel-3, a equipe desenvolveu um processo de várias etapas. Na primeira etapa, eles calibraram as medições das várias missões de satélite para que pudessem ser combinadas. Com algoritmos especialmente desenvolvidos, eles foram então capazes de detectar sinais da água do mar coberta de gelo nas reflexões de radar produzidas ao longo de rachaduras e fissuras, chamadas de leads. Isso tornou possível determinar o nível do mar para os meses de inverno. Com novos métodos computacionais, eles também alcançaram melhor resolução de ecos de radar próximos à terra.

Como resultado, agora é possível medir o nível do mar em áreas costeiras e comparar os resultados com os registros de marés locais. Os dados processados ​​foram então ajustados a uma grade fina com uma resolução de 6–7 km usando um algoritmo desenvolvido pela equipe. O resultado é um conjunto de dados altamente preciso que cobre toda a região do Mar Báltico.

Os dados mostram os efeitos regionais do aumento do nível do mar entre 1995 e 2019. O nível do mar aumentou a uma taxa anual de 2-3 mm no sul, ao longo das costas alemã e dinamarquesa, em comparação com 6 mm no nordeste, na Baía de Bótnia. A causa desse grande aumento são os fortes ventos de sudoeste que empurram as águas para o norte e para o leste. Este aumento acima da média no nível do mar não representa uma ameaça para os habitantes da costa, Contudo, porque desde o final da última Idade do Gelo, a terra aqui tem aumentado em até 1 cm por ano como resultado da recuperação pós-glacial.

Os pesquisadores também criaram um conjunto de dados abrangente para a região do Mar do Norte. O nível do mar aqui está subindo 2,6 mm por ano, e por 3,2 mm na baía alemã. As tendências locais podem ser determinadas usando o conjunto de dados e o manual do usuário - ambos acessíveis gratuitamente online.

"Com os dados, pesquisadores podem verificar seus modelos climáticos, por exemplo, e as autoridades públicas podem planejar medidas de proteção adequadas, "diz o Dr. Seitz.

Jérôme Benveniste da ESA acrescentou, "O projeto Baltic SEAL produziu excelentes resultados, demonstrando o valor da observação da Terra para a sociedade. Esta nova forma de processar dados de altimetria de radar de satélite vai realmente ajudar as autoridades a tomar as medidas adequadas para proteger os cidadãos e as infraestruturas da subida do nível do mar. Também estamos aguardando ansiosamente os dados de alta resolução que virão da nova missão Copernicus Sentinel-6, que também promete mapear a altura da superfície do mar perto da costa, que usa um novo algoritmo de processamento adicional denominado Fully-Focused Synthetic Aperture Radar para aumentar drasticamente a resolução recuperada. "

O conjunto de dados Baltic SEAL está disponível em balticseal.eu.