จากข่าวที่น่าตื่นเต้นเมื่อสัปดาห์ก่อน ที่ว่า แผ่นน้ำแข็งในกรีนแลนด์ละลายจนไปสู่จุดที่ไม่สามารถย้อนกลับไปได้อีกแล้ว ส่งผลให้ทั่วโลกต่างตื่นตัวและตระหนักสิ่งสิ่งที่จะเกิดขึ้นตามมา องค์กรด้านอวกาศอย่างนาซาเองก็เช่นกัน หลายคนคงเคยได้ยินกันว่าระดับน้ำทะเลปัจจุบันนั้นสูงกว่าที่เคยคาดการณ์ไว้ แต่รู้หรือไม่ว่าเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น หลังจากพยายามศึกษาสาเหตุที่แท้จริงของระดับน้ำทะเลที่พุ่งสูงขึ้นทุกที ในที่สุด นาซาก็ได้งานวิจัยใหม่ช่วยไขคำตอบเพิ่มขึ้นมาอีกชิ้น

เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลได้แม่นยำขึ้น อันจะนำไปสู่การทำนายผลกระทบที่ตามมา อาทิ น้ำท่วมพื้นที่ชายฝั่ง กระแสน้ำทะเลหนุนสูง ในอนาคตได้ดีขึ้น นาซาจึงพยายามพัฒนาเทคนิคใหม่ เพื่ออธิบายความแตกต่างระหว่างปริมาณน้ำทะเลที่มีบันทึกในอดีตและปริมาณที่วัดได้จริงในปัจจุบัน และตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ก็ได้ข้อมูลใหม่ที่ช่วยบ่งชี้ว่าอะไรที่มีส่วนเสริมให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นอย่างมากจนเกินคาดในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา ซึ่งจะช่วยให้เรารับมือกับระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นในอนาคตได้

ตัวอย่างของผลกระทบจากระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นที่เป็นรูปธรรม เห็นได้ชัดจากรายงานน้ำท่วมล่าสุดขององค์การบริหารสมุทรศาสตร์และบรรยากาศแห่งชาติ (National Oceanic and Atmospheric Administration: NOAA) ที่ระบุว่า ระดับน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์น้ำท่วมตามแนวชายฝั่งของสหรัฐอเมริกาในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา และคาดว่ามันจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องทั้งในแง่ของความถี่ พื้นที่ และระดับน้ำท่วมที่สูงขึ้นกว่าเดิม

ทบทวนข้อมูลเก่า หาปัจจัยซ่อนเร้นที่ทำให้น้ำทะเลสูงขึ้นเรื่อยๆ

  • ผลการศึกษาบอกว่าไม่ใช่การละลายของธารน้ำแข็งไม่ใช่ตัวแปรหลักอย่างเดียว
  • การสร้างเขื่อนทั่วโลกในยุค 70s ก็ช่วยชะลอการเพิ่มของน้ำทะเล
  • และมีการละลายของน้ำแข็งบนภูเขาก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่งของระดับน้ำทะเล

ก่อนหน้านี้ เป็นที่รู้กันว่า ปัจจัยที่ผลต่อการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล ได้แก่ การละลายของธารน้ำแข็ง (Glaciers) แผ่นน้ำแข็ง (Ice sheets) และอุณหภูมิของโลกที่สูงขึ้น (Warmer temperatures) เมื่อรวมแต่ละปัจจัยเข้าด้วยกัน ค่าประมาณของปริมาณน้ำทะเลควรตรงกับระดับน้ำทะเลที่นักวิทยาศาสตร์สังเกต แต่มันกลับไม่เป็นเช่นนั้น ทำให้นักวิทยาศาสตร์ตั้งคำถามว่า มันเกิดจากอะไร

ภาพจากภารกิจติดตามการละลายของแผ่นน้ำแข็งในกรีนแลนด์ (Oceans Melting Greenland: OMG) เมื่อปี 2017 ของนาซา
Credits: NASA/JPL-Caltech

จากงานวิจัยใหม่ที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 19 สิงหาคมที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับการวัดปริมาณน้ำในอดีต ช่วยให้คาดการณ์ได้ว่า ปัจจัยเหล่านี้จะส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลอย่างไร และมันจะส่งผลต่อเราอย่างไรในอนาคต

เป็นที่พูดกันมาเสมอมาว่า ระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 1.6 มิลลิเมตร (0.063 นิ้ว) ต่อปี ในช่วงปี 1900 ถึง 2018 แต่อันที่จริง ระดับน้ำทะเลตอนนี้เพิ่มขึ้นในอัตราที่เร็วกว่าช่วงใด ๆ ในศตวรรษที่ 20 การประมาณการก่อนหน้านี้ ซึ่งใช้ปัจจัยเพียงแค่มวลของน้ำแข็งที่ละลายและการขยายตัวของความร้อนในมหาสมุทรจึงไม่สามารถอธิบายอัตราความเร็วนี้ได้

ศูนย์ JPL (Jet Propulsion Laboratory) ของนาซา จึงตรวจสอบปัจจัยที่ทำให้ระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้นตั้งแต่ปี 1900 ถึง 2018 อีกครั้ง ร่วมกับการใช้ข้อมูลจากดาวเทียม มาประมาณการค่าต่างๆ ในรูปแบบใหม่ เพื่อทำความเข้าใจระดับน้ำที่เปลี่ยนแปลงไปในอดีต

โทมัส เฟรดเดอริคส์ (Thomas Frederikse) นักวิจัยที่ JPL กล่าวถึงความจำเป็นในการทบทวนและตรวจสอบข้อมูลในอดีตว่า “นั่นเป็นปัญหา เราจะคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลในอนาคตได้แม่นยำอย่างไร หากไม่เข้าใจว่า ปัจจัยใดที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำในอดีต”

นักวิจัยพบว่า การประมาณความผันแปรของระดับน้ำทะเลทั่วโลกที่อิงจากการสังเกตกระแสน้ำ (Tide-gauge observations) ก่อนปี 1970 มีค่าสูงกว่าความเป็นจริงเล็กน้อย นอกจากนี้ยังพบว่า ปริมาณน้ำจากธารน้ำแข็งบนภูเขา (Mountain glacier meltwater) มีค่าสูงกว่าที่เคยประมาณการไว้ แต่ปริมาณน้ำจากส่วนนี้กลับมีผลต่อการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลลดลงเรื่อยๆ และพบว่าการสูญเสียมวลของธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ทำให้ระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้น มาตั้งแต่ก่อนปี 1940 แล้ว

นอกจากนี้ การศึกษาใหม่ยังพบว่าในช่วงทศวรรษ 1970 ที่มีการสร้างเขื่อนถึงจำนวนมาก ระดับน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้นมาตลอดลดลงไปอย่างมาก เพราะเขื่อนกักเก็บน้ำไม่ให้ไหลลงสู่ทะเลได้ตามปกติ เฟรดเดอริคส์กล่าวถึงช่วงเวลานั้นว่า “มันเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจมาก ที่เราสร้างที่กักเก็บน้ำไว้ถึงระดับที่แทบจะหยุดการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลเลยทีเดียว”

อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ปี 1990 การสูญเสียแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์และแอนตาร์กติก บวกกับการกักเก็บน้ำจืดที่ลดลงเรื่อย ๆ และสภาพอากาศที่ร้อนขึ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งส่วนใหญ่มหาสมุทรจะดูดซับความร้อนนี้เอาไว้ส่งผลให้ปริมาตรน้ำขยายตัว (Thermal expansion of the ocean)

หากเทียบเป็นสัดส่วน ปัจจุบัน แผ่นน้ำแข็งละลายและความร้อนคิดเป็นประมาณ 2 ใน 3 ของการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล ส่วนการละลายของธารน้ำแข็งบนภูเขาคิดเป็น 20% ในขณะที่การกักเก็บน้ำจืดบนบกที่ลดลงช่วยเพิ่มปริมาณน้ำอีก 10% ที่เหลือ

อินโฟกราฟิกนี้แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลตั้งแต่ปี 1900 ถึงปี 2018
เส้นสีน้ำเงินคือข้อมูลที่วัดได้จากมาตรวัดกระแสน้ำ
ส่วนเส้นสีส้มคือข้อมูลจากดาวเทียม
เครดิต: NASA / JPL-Caltech

จากภาพอินโฟกราฟิก จะเห็นว่าก่อนปี 1940 ธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำละลายกรีนแลนด์เป็นสาเหตุหลักของปริมาณน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้น ต่อมาในปี 1970 เขื่อนทั้งหลายชะลอการเพิ่มขึ้นของน้ำทะเลไว้ ส่วนปัจจุบันนี้ ปัจจัยทั้งหมดที่ว่ามารวมกับการขยายตัวทางความร้อนที่มีอิทธิพลสูงขึ้น ส่งผลให้เกิดเป็นระดับน้ำทะเลอย่างที่เห็น

(ตามอ่านหน้า 2 คลิกด้านล่างเลย)

มาตรวัดและปริมาณน้ำที่หายไป

และแม้ว่าจะไขปริศนาในเรื่องที่ปัจจัยที่ส่งผลปริมาณน้ำได้ แต่เมื่อรวมแต่ละปัจจัยที่มีผลต่อระดับน้ำทะเลเข้าด้วยกันแล้ว ค่าประมาณนี้ก็ยังไม่ตรงกับระดับน้ำทะเลที่สังเกตได้ซึ่งมีปริมาณมากกว่าอยู่ดี

เพื่อให้การตรวจวัดระดับน้ำทะเลมีความเที่ยงตรงและอธิบายความเหลื่อมล้ำของข้อมูลระหว่างอดีตและปัจจุบันได้ดียิ่งขึ้น เฟรดเดอริคส์และทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติจึงร่วมกันพัฒนากรอบการทำงานที่ล้ำสมัย โดยใช้ความก้าวหน้าของแต่ละศาสตร์ ทั้งการสร้างแบบจำลองระดับน้ำทะเลไปจนถึงการสังเกตการณ์จากดาวเทียม จนเกิดเป็นเครือข่ายเทคโนโลยีติดตามข้อมูลระดับน้ำทะเลที่แม่นยำ

ซันเก กังเอดอร์ฟ (Sönke Dangendorf) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านสมุทรศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโอลด์ โดมิเนียน (Old Dominion University) รัฐเวอร์จิเนีย สหรัฐอเมริกา และผู้วิจัยร่วมในการศึกษาครั้งนี้อธิบายว่า “ก่อนปี 1992 เราใช้มาตรวัดกระแสน้ำ (Tide-gauge) เป็นวิธีหลักในการวัดระดับน้ำทะเล แต่การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลไม่ได้เป็นแบบเดียวกันทั่วโลก นอกจากนี้ การวัดว่าปัจจัยแต่ละอย่างส่งผลต่อระดับน้ำทะเลปานกลางของโลกอย่างไรก็เป็นเรื่องยากมาก ดังนั้นจึงยากที่จะได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำ”

และด้วยข้อมูลจากดาวเทียมที่ท่วมท้นในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา ก็ช่วยให้พวกเขาติดตามกระบวนการทางกายภาพที่ส่งผลกระทบต่อระดับน้ำทะเลได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นอย่างมาก

การสังเกตการณ์ทางดาวเทียมนั้นอาศัยข้อมูลล่าสุดจากดาวเทียม NASA – German Aerospace Center (DLR) และ ดาวเทียม Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) ที่ปฏิบัติภารกิจตั้งแต่ปี 2002-2017 และดาวเทียมรุ่นทายาท NASA – German Research Center for Geosciences (GFZ) และ GRACE Follow-On (เดินทางสู่อวกาศในปี 2018) นอกจากนี้ยังมีข้อมูลเพิ่มเติมจากบรรดาดาวเทียมในเครือ TOPEX / Jason ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างนาซา และ Centre National d’Etudes Spatiales ซึ่งเป็นหน่วยงานอวกาศของฝรั่งเศส ที่ดำเนินการอย่างต่อเนื่องมาตั้งแต่ปี 1992 ด้วย

สำหรับ ดาวเทียม GRACE และ GRACE-FO นั้น ติดตามการเปลี่ยนแปลงของมวลน้ำทั่วโลก การละลายของธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็ง ตลอดจนปริมาณน้ำที่กักเก็บไว้บนบกได้อย่างแม่นยำ การสังเกตการณ์ทางดาวเทียมอื่น ๆ ยังช่วยติดตามว่า การเปลี่ยนแปลงความเค็มของมหาสมุทรในภูมิภาคและการขยายตัวทางความร้อนส่งผลกระทบต่อบางส่วนของโลกมากกว่าส่วนอื่น ๆ อย่างไร รวมทั้งสังเกตการณ์การเคลื่อนตัวขึ้นและลงของเปลือกโลกมีผลต่อระดับน้ำในมหาสมุทรทั่วโลกอย่างไรด้วย

ภาพจำลองของดาวเทียม GRACE (ซ้าย) และ GRACE-FO (ขวา)
ที่กำลังช่วยนักวิทยาศาสตร์สังเกตการณ์การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลทั่วโลก
Credit: sealevel.nasa.gov

เฟลิกซ์ แลนเดอเรอร์ (Felix Landerer) นักวิทยาศาสตร์ผู้ดูแลโครงการ GRACE-FO และผู้ร่วมวิจัยอธิบายว่า “ด้วยข้อมูล GRACE และ GRACE-FO เราสามารถประเมินความสัมพันธ์ระหว่างการสังเกตการณ์เหล่านี้กับระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นในสถานที่หนึ่ง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และช่วยให้เรามีความคิดที่ถูกต้องว่าอะไรทำให้ระดับน้ำทะเลเปลี่ยนแปลงตั้งแต่ปี 1900 และมากน้อยเพียงใด”

ผลกระทบ และตามติดการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลร่วมไปกับนาซา

แน่ล่ะ เมื่อระดับน้ำทะเลสูงขึ้น สิ่งที่เกิดขึ้นทันทีคือ น้ำท่วมในชุมชนริมชายฝั่งทั่วโลก และกระแสน้ำที่ท่วมสูงซึ่งแทรกซึมเข้าสู่ชุมชนที่ตั้งอยู่ระดับต่ำกว่าน้ำทะเลในแผ่นดิน มีรายงานว่าเหตุการณ์เหล่านี้เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา และเมื่อรวมกับปัจจัยอื่นๆ อย่าง กระแสน้ำในมหาสมุทร การกัดเซาะของชายฝั่ง การทรุดตัวของแผ่นดิน ก็ยิ่งทำให้สถานการณ์น้ำท่วมเพิ่มขึ้นมากกว่าเดิม

เพื่อที่จะช่วยให้ผู้คนตระหนักถึงสิ่งที่จะเกิดขึ้น และช่วยวางแผนการอพยพในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ นักวิทยาศาสตร์ของนาซาจึงได้ทำงานสังเกตการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลและทำงานร่วมกับผู้ที่ดูแลที่ดินและทรัพยากรทางดินด้วย

เบน แฮมลิงตัน (Ben Hamlington) หัวหน้าในโครงการติดตามการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลของศูนย์ JPL กล่าวว่า “ชุมชนชายฝั่งทั้งหลายในอเมริกากำลังทำงานอย่างเต็มที่เพื่อวิเคราะห์ว่าพื้นที่ใดของพวกเขาจะได้รับผลกระทบจากน้ำท่วมบ้าง และกำลังหายุทธวิธี เพื่อลดผลกระทบที่เกิดจากระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นและน้ำท่วมในพื้นที่นั้น ในขณะที่พวกเราพยายามอย่างยิ่งที่จะนำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับพื้นที่ชายฝั่งและการทรุดตัวของแผ่นดิน เพื่อช่วยให้พวกเขาตัดสินใจได้ว่าจะทำอย่างไรต่อไปดี”

เพื่อที่จะให้ข้อมูลที่สำคัญยิ่งแก่ผู้ที่เกี่ยวข้อง ทีมของแฮมลิงตันจึงพัฒนาเครื่องมือที่ช่วยให้ข้อมูลเกี่ยวกับระดับน้ำทะเล ในเว็บไซต์ sea level โดยได้รวบรวมข้อมูลทั้งในเชิงปริมาณ การสังเกตการณ์ต่าง ๆ ของนาซา (แน่นอนว่ารวมไปถึงลิงก์รวมข้อมูลของ GRACE และ GRACE-FO ด้วย) รวมไปถึงระดับน้ำทะเลตามชายฝั่งสหรัฐฯ ซึ่งเพิ่งเปิดให้บริการข้อมูลเมื่อปลายเดือนเมษายนที่ผ่านมา

หน้าเว็บไซต์ sea level ที่ช่วยสร้างความเข้าใจและให้ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงไปของระดับน้ำทะเล

และนอกจากแหล่งข้อมูลจากเว็บนี้ นาซายังจัดตั้งโครงการรับมือกับภัยพิบัติ (NASA’s Disasters Program) สร้างแผนที่ทำนายละรายละเอียดที่แต่ละพื้นที่จะต้องเจอกับอุทกภัยด้วย

สำหรับประเทศไทย เราสามารถเข้าไปเช็กดูภาพรวมของการติดตามระดับน้ำทะเลระดับโลกในเว็บดังกล่าว และชมแบบจำลองอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป (Climate Change) ในลิงก์นี้ ได้ ประกอบกับดูข้อมูลในไทยจากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องอย่างสำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) หรือ GISTDA ในเว็บไซต์ ติดตามท้ำท่วมในประเทศไทย ที่เราทำลิงก์ไว้ให้ได้เลย

เห็นแบบนี้แล้ว ก็น่าคิดว่า หากเราลงทุนสร้างเครื่องมือติดตามและป้องกันเรื่องราวเหล่านี้อย่างเป็นระบบเพิ่มเติม เพื่อช่วยให้ประชาชนผู้อยู่อาศัยในพื้นที่เสี่ยงภัย ตระหนักถึงสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคตและวางแผนแก้ปัญหาร่วมกัน แทนการซื้ออุปกรณ์มุดหนีลงน้ำ ก็คงจะดีไม่น้อยเลย

อ้างอิง

พิสูจน์อักษร : สุชยา เกษจำรัส