Bagaimana Saintis Mengukur Perubahan Paras Laut?

Bayangkan kamu pergi ke sebuah jeti pada pukul lapan pagi.

Aras air berada tinggi.

Enam jam kemudian, kamu kembali.

Air sudah jauh lebih rendah.

Esok pula, hujan lebat dan angin kuat menyebabkan paras air kelihatan lebih tinggi daripada biasa.

Jika kamu hanya membuat satu pengukuran, adakah kamu boleh mengatakan paras laut sedang meningkat?

Tidak.

Laut sentiasa bergerak.

Pasang surut menyebabkan paras air naik dan turun.

Angin boleh menolak air ke arah pantai.

Tekanan udara mempengaruhi permukaan laut.

Ombak bergerak setiap saat.

Arus pula memindahkan air dari satu kawasan ke kawasan lain.

Jadi apabila saintis mengatakan paras laut berubah beberapa milimeter setahun, mereka tidak mengukur laut sekali lalu membuat kesimpulan.

Mereka menggunakan rekod yang panjang, banyak alat dan beberapa kaedah pengukuran yang saling memeriksa antara satu sama lain.

NOAA menerangkan bahawa perubahan paras laut hari ini diukur terutamanya menggunakan stesen tolok pasang surut di pantai dan satelit altimetri, dengan kedua-duanya memberikan jenis maklumat yang berbeza tetapi saling melengkapi.

Pertama sekali, apakah yang dimaksudkan dengan “paras laut”?

Nampaknya mudah.

Paras laut ialah tinggi permukaan laut.

Namun persoalannya:

Tinggi berbanding apa?

Jika kita mengukur sebuah meja, kita boleh mengukur tingginya dari lantai.

Tetapi laut berada di seluruh dunia dan sentiasa bergerak.

Saintis memerlukan suatu rujukan.

Dalam pengukuran pantai, paras laut boleh dibandingkan dengan titik tetap di daratan yang mempunyai ketinggian diketahui.

Dalam pengukuran satelit pula, tinggi permukaan laut ditentukan dalam satu sistem rujukan geodetik global.

Inilah sebabnya pengukuran paras laut sebenarnya berkait rapat dengan bidang seperti:

• oseanografi;
• geodesi;
• fizik;
• satelit;
• meteorologi;
• matematik.

Alat 1: Tolok Pasang Surut

Sebelum manusia mempunyai satelit, alat utama untuk mengukur paras laut ialah tolok pasang surut, atau tide gauge.

Tolok pasang surut dipasang berhampiran pantai, pelabuhan atau jeti.

Alat moden menggunakan sensor untuk merekod ketinggian air secara berterusan berbanding satu datum atau aras rujukan.

NOAA menerangkan bahawa tolok pasang surut boleh menggunakan teknologi seperti sensor akustik atau gelombang mikro untuk merekod perubahan paras air.

Bayangkan alat itu seperti pembaris yang sangat teliti dan bekerja siang malam.

Ia merekod:

pukul 1 pagi — paras sekian,

pukul 2 pagi — paras sekian,

pukul 3 pagi — paras sekian,

dan seterusnya.

Selepas bertahun-tahun, saintis mempunyai jutaan bacaan.

Tetapi tolok pasang surut juga merekod pasang dan surut

Jika kita mahu mengetahui perubahan jangka panjang, terdapat satu masalah.

Bacaan air boleh berubah beberapa meter hanya kerana pasang surut.

Sedangkan perubahan iklim yang ingin dikesan mungkin hanya beberapa milimeter setahun.

Bagaimanakah saintis membezakan kedua-duanya?

Mereka menggunakan banyak data dalam tempoh yang panjang.

Daripada rekod:

• pasang;
• surut;
• ribut;
• perubahan musim;
• variasi harian,

saintis boleh mengira purata dan mengenal pasti trend jangka panjang.

Kita boleh membayangkannya seperti suhu.

Satu hari yang sangat sejuk tidak membuktikan iklim sedang menjadi lebih sejuk.

Kita perlu melihat rekod bertahun-tahun.

Begitu juga dengan laut.

Apakah aras laut min?

Salah satu konsep penting ialah Mean Sea Level, atau Purata Aras Laut.

Ia ialah purata paras laut yang diperoleh daripada pengukuran dalam tempoh tertentu.

Dengan mengambil banyak bacaan, kesan turun naik jangka pendek dapat dikurangkan.

JUPEM menggunakan pemerhatian tolok pasang surut untuk menentukan aras laut min sebagai rujukan penting kepada datum ketinggian dan kerja ukur di Malaysia.

Ini menunjukkan bahawa data paras laut bukan hanya digunakan untuk mengkaji perubahan iklim.

Ia juga digunakan dalam:

• pemetaan;
• pengukuran ketinggian;
• pembinaan;
• hidrografi;
• ramalan pasang surut.

Malaysia juga mempunyai stesen tolok pasang surut

Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia, atau JUPEM, mengurus rangkaian stesen tolok air pasang surut negara.

Maklumat rasmi JUPEM menyatakan bahawa bahagian geodesinya memantau dan menyelenggara 19 Stesen Tolok Air Pasang Surut (STAPS) dalam jaringan kebangsaan serta menerbitkan data berkaitan pasang surut.

Stesen berada di pelbagai kawasan pesisir.

Rekod lama JUPEM, misalnya, menyenaraikan lokasi seperti:

• Langkawi;
• Pulau Pinang;
• Lumut;
• Pelabuhan Klang;
• Melaka;
• Kukup;
• Tioman;
• Kuantan;
• Cendering;
• Sabah;
• Sarawak.

Data daripada stesen seperti ini membolehkan perubahan aras air diperhatikan dari masa ke masa.

MET Malaysia juga memantau paras air laut

Jabatan Meteorologi Malaysia mempunyai rangkaian tolok pasang surut yang digunakan antara lain bagi pemantauan tsunami.

MET Malaysia menyatakan stesen tersebut mengesan perubahan paras laut secara drastik, sementara data masa nyata boleh dilihat melalui sistem myTide.

Ini menunjukkan bahawa satu jenis alat boleh membantu beberapa tujuan.

Rekod jangka panjang membantu kajian paras laut.

Bacaan masa nyata pula boleh membantu pengesanan kejadian luar biasa seperti tsunami.

Tetapi tolok pasang surut mempunyai satu masalah penting

Bayangkan sebuah tolok dipasang pada jeti.

Sepuluh tahun kemudian, tanah di bawah jeti turun sebanyak lima sentimeter.

Air laut sebenarnya tidak berubah.

Tetapi alat itu kini berada lebih rendah berbanding dahulu.

Daripada sudut tolok tersebut, laut akan kelihatan seolah-olah naik.

Inilah perbezaan antara:

paras laut

dan

gerakan daratan.

NOAA menerangkan bahawa tolok pasang surut mengukur paras laut relatif, iaitu paras air berbanding tanah di lokasi tersebut.

Maka jika tanah:

• mendap;
• meningkat;
• berubah akibat pergerakan kerak Bumi,

bacaan relatif juga berubah.

Contoh mudah: jeti yang sedang tenggelam

Bayangkan aras laut sebenar meningkat:

3 mm setahun.

Pada masa sama, tanah di bawah jeti mendap:

2 mm setahun.

Tolok di jeti mungkin melihat perubahan kira-kira:

5 mm setahun relatif kepada tanah.

Bagi penduduk kawasan itu, bacaan relatif ini sangat penting kerana itulah perubahan yang mereka alami.

Namun bagi saintis yang mahu mengetahui perubahan laut secara global, gerakan daratan perlu diasingkan.

Bagaimanakah saintis tahu tanah bergerak?

Mereka boleh menggunakan GNSS — sistem navigasi satelit yang sangat tepat.

GPS ialah salah satu sistem GNSS.

Stesen geodetik yang dipasang berhampiran tolok boleh menentukan sama ada tanah:

• naik;
• turun;
• bergerak secara mendatar.

Dengan membandingkan perubahan aras air dengan pergerakan daratan, saintis mendapat gambaran yang lebih tepat.

JUPEM sendiri mempunyai rangkaian GNSS dan infrastruktur geodetik yang digunakan untuk pemantauan kedudukan serta rujukan spatial negara.

Alat 2: Satelit Mengukur Laut dari Angkasa

Tolok sangat berguna.

Tetapi ia hanya berada di tempat tertentu di pantai.

Bagaimana hendak mengukur laut di tengah Lautan Pasifik atau Lautan Hindi?

Di sinilah satelit memainkan peranan.

Sejak awal 1990-an, siri satelit altimetri telah membolehkan saintis mengukur ketinggian permukaan laut secara global.

NASA menerangkan bahawa rekod altimetri satelit berketepatan tinggi bermula pada 1992 dengan TOPEX/Poseidon dan diteruskan oleh siri Jason serta misi Sentinel-6.

Bagaimanakah satelit mengukur tinggi laut?

Idea asasnya hampir seperti gema.

Satelit menghantar denyutan radar ke permukaan laut.

Radar bergerak ke bawah.

Ia terkena permukaan laut.

Sebahagian isyarat dipantulkan kembali kepada satelit.

Satelit mengukur masa yang diambil oleh perjalanan:

satelit → laut → satelit.

Kerana kelajuan gelombang radar diketahui, masa itu boleh digunakan untuk menentukan jarak antara satelit dengan permukaan laut.

NASA menerangkannya begini: altimetri satelit bergantung kepada ukuran masa yang sangat tepat bagi denyutan radar pergi ke laut dan kembali kepada kapal angkasa.

Tetapi saintis juga mesti tahu di mana satelit itu berada

Mengetahui jarak satelit ke laut belum cukup.

Saintis juga mesti mengetahui kedudukan satelit dengan ketepatan yang sangat tinggi.

Bayangkan kamu mahu mengetahui tinggi meja dengan tepat satu milimeter.

Tetapi kamu sendiri tidak tahu sama ada pembaris sedang berada satu sentimeter lebih tinggi atau rendah.

Pengukuran tidak akan tepat.

Sebab itu satelit altimetri mempunyai sistem yang membantu menentukan orbit dengan sangat tepat.

Kemudian saintis boleh mengira:

ketinggian orbit satelit − jarak radar ke laut = ketinggian permukaan laut.

Banyak pembetulan perlu dilakukan

Radar tidak bergerak melalui ruang kosong sahaja.

Ia melalui atmosfera.

Wap air dan keadaan atmosfera boleh mempengaruhi masa perjalanan isyarat.

Keadaan gelombang laut juga mempengaruhi bentuk pantulan.

Pasang surut perlu diambil kira.

Tekanan atmosfera perlu dipertimbangkan.

Sebab itu data mentah daripada satelit tidak terus dianggap sebagai angka akhir.

Ia perlu melalui pelbagai pembetulan dan kalibrasi.

NASA menekankan bahawa altimetri memerlukan kedudukan orbit dan sistem rujukan Bumi yang sangat tepat serta proses kalibrasi bagi memastikan ukuran boleh dipercayai.

Sentinel-6: pengukur laut generasi moden

Salah satu misi utama hari ini ialah Sentinel-6/Jason-CS.

Sentinel-6 Michael Freilich dilancarkan pada November 2020.

Satelit kembarnya, Sentinel-6B, dilancarkan pada 16 November 2025 dan meneruskan rekod pengukuran global yang bermula daripada misi-misi sebelumnya.

Tujuan utama satelit ini ialah mengukur topografi permukaan laut dengan sangat tepat.

Misi ini membolehkan saintis meneruskan rekod paras laut global merentasi beberapa dekad.

Mengapa rekod yang panjang sangat penting?

Bayangkan kamu mempunyai data lima hari.

Paras laut:

Isnin naik.

Selasa turun.

Rabu naik.

Khamis turun.

Jumaat naik.

Adakah terdapat trend jangka panjang?

Kita tidak tahu.

Tetapi jika kita mempunyai:

30 tahun pengukuran yang konsisten,

corak yang lebih besar mula kelihatan.

NASA/JPL melaporkan bahawa rekod altimetri satelit menunjukkan lebih 10 sentimeter peningkatan purata paras laut global dalam kira-kira tiga dekad terakhir, dan kadar peningkatan telah menjadi lebih pantas berbanding awal rekod satelit.

Yang penting bukan satu tahun sahaja.

Yang penting ialah arah trend selama beberapa dekad.

Tolok pantai dan satelit saling memeriksa

Adakah satelit menggantikan tolok pasang surut?

Tidak.

Kedua-duanya saling melengkapi.

Tolok memberikan rekod setempat yang panjang.

Satelit memberikan liputan lautan yang luas.

Data stesen pantai turut digunakan untuk membantu mengesahkan ketepatan pengukuran satelit.

NOAA menerangkan bahawa bacaan tolok digunakan sebagai ground truth bagi menyemak ukuran ketinggian permukaan laut daripada satelit.

Ini ialah prinsip penting dalam sains:

Jangan bergantung kepada satu alat apabila ukuran bebas yang lain boleh digunakan untuk mengesahkannya.

Paras laut global tidak sama dengan paras laut tempatan

Kita sering mendengar ayat:

“Paras laut global sedang meningkat.”

Tetapi penduduk di dua bandar pesisir mungkin mengalami kadar perubahan yang berbeza.

Mengapa?

Kerana paras laut tempatan dipengaruhi oleh:

• tanah yang mendap atau meningkat;
• arus laut;
• angin;
• suhu air;
• graviti;
• perubahan ais;
• bentuk pantai.

NOAA menekankan bahawa global mean sea level dan relative local sea level ialah dua pengukuran yang berbeza.

Maka angka purata dunia tidak boleh terus digunakan sebagai ramalan tepat untuk satu kampung pantai.

Laut sebenarnya tidak rata seperti permukaan meja

Nama “paras laut” mungkin membuat kita membayangkan permukaan laut sebagai satu garis rata mengelilingi Bumi.

Sebenarnya tidak.

Graviti berbeza sedikit dari satu tempat ke tempat lain.

Arus laut menggerakkan air.

Angin menolak permukaan.

Suhu mempengaruhi ketumpatan air.

Bentuk dasar laut turut mempengaruhi laut.

Akibatnya, ketinggian permukaan laut boleh berbeza antara kawasan.

NASA menerangkan bahawa topografi dinamik permukaan laut boleh berbeza kira-kira dua meter antara kawasan apabila diukur relatif kepada geoid, iaitu permukaan rujukan yang ditentukan oleh graviti dan putaran Bumi. Perbezaan ini dipengaruhi oleh arus, suhu, kemasinan dan tekanan atmosfera.

Satelit membantu memetakan perbezaan tersebut.

Saintis bukan sekadar bertanya “berapa banyak laut naik?”

Mereka juga mahu tahu:

Mengapa ia naik?

Dua penyumbang utama kepada peningkatan purata paras laut global ialah:

1. Air laut menjadi lebih panas

Air mengembang apabila dipanaskan.

Apabila lautan menyimpan lebih banyak haba, isipadunya bertambah.

Fenomena ini dipanggil pengembangan haba.

2. Ais di daratan mencair

Apabila glasier serta lapisan ais di Greenland dan Antartika kehilangan jisim, air yang sebelumnya berada di daratan masuk ke laut.

NOAA mengenal pasti pengembangan haba dan pencairan ais daratan sebagai dua punca utama kenaikan global paras laut.

Tetapi bagaimana saintis membezakan kedua-duanya?

Mereka menggunakan lebih banyak alat.

Alat 3: Pelampung Argo Mengukur Suhu Laut

Di seluruh lautan terdapat ribuan alat yang dipanggil pelampung Argo.

Pelampung ini bergerak turun dan naik melalui lautan.

Ia mengukur antaranya:

• suhu;
• kemasinan.

NASA menyatakan rangkaian Argo mempunyai sekitar 3,800 pelampung yang memprofilkan lautan sehingga kedalaman sekitar 2,000 meter.

Mengapa suhu penting?

Kerana jika laut menjadi panas, air mengembang.

Daripada data suhu dan kemasinan, saintis boleh menganggarkan berapa banyak perubahan paras laut berpunca daripada perubahan ketumpatan dan pengembangan air.

Bayangkan air di dalam bekas

Ambil satu bekas yang mempunyai jumlah air tertentu.

Jika air dipanaskan, molekul bergerak dengan lebih aktif dan purata ruang antara molekul berubah sedikit.

Air mengembang.

Perubahannya kecil.

Tetapi lautan mengandungi jumlah air yang sangat besar.

Pengembangan kecil pada jumlah sebesar itu boleh menghasilkan perubahan paras laut yang dapat diukur.

Alat 4: Satelit GRACE-FO “menimbang” air dan ais

Bagaimana pula saintis mengetahui berapa banyak air tambahan masuk ke laut akibat pencairan ais?

Mereka mempunyai alat yang hampir sukar dibayangkan:

dua satelit yang mengukur perubahan graviti Bumi.

Misi GRACE-FO terdiri daripada dua satelit yang terbang satu di belakang yang lain.

Apabila satelit melalui kawasan yang mempunyai lebih banyak jisim, tarikan graviti berubah sedikit.

Jarak antara dua satelit juga berubah dengan jumlah yang sangat kecil.

Dengan mengukur perubahan jarak tersebut secara amat tepat, saintis boleh mengesan perubahan agihan jisim air dan ais di Bumi.

Bagaimana graviti boleh memberitahu kita tentang ais?

Bayangkan lapisan ais Greenland kehilangan berbilion tan ais.

Jisim di kawasan itu berkurang.

Corak graviti berubah sedikit.

Pada masa sama, air tambahan berpindah ke laut.

GRACE dan GRACE-FO dapat membantu mengukur perubahan jisim ini.

NASA menerangkan bahawa misi tersebut digunakan untuk memantau perubahan jisim:

• glasier;
• lapisan ais;
• air bawah tanah;
• lautan.

Jadi satelit altimetri mengukur tinggi laut.

GRACE-FO membantu mengukur perubahan jisim air.

Argo membantu mengukur pemanasan dan pengembangan laut.

Apabila ketiga-tiganya dibandingkan, saintis boleh bertanya:

“Adakah semua bahagian cerita ini sepadan?”

Ini dipanggil “belanjawan paras laut”

Bayangkan akaun bank.

Jika baki bertambah RM100, kita mahu mengetahui dari mana wang itu datang.

RM60 daripada gaji.

RM30 daripada hadiah.

RM10 daripada faedah.

Jumlahnya:

RM100.

Saintis melakukan sesuatu yang hampir sama dengan paras laut.

Mereka mengira:

pengembangan haba + ais mencair + perubahan simpanan air daratan + faktor lain

kemudian membandingkannya dengan:

paras laut yang sebenarnya diukur oleh satelit.

Ini dikenali sebagai sea level budget atau belanjawan paras laut.

NASA menerangkan bahawa perubahan akibat pengembangan laut yang diukur menggunakan Argo dan perubahan jisim yang diukur menggunakan GRACE/GRACE-FO boleh dibandingkan dengan peningkatan keseluruhan yang direkodkan oleh altimeter satelit.

Jika semuanya hampir sepadan, keyakinan terhadap pemahaman saintis menjadi lebih tinggi.

Bagaimana saintis membezakan ribut dengan perubahan iklim?

Bayangkan satu malam paras laut naik 70 sentimeter kerana ribut.

Adakah itu kenaikan paras laut kekal?

Tidak.

Itu mungkin kesan lonjakan ribut.

Apabila ribut berlalu, paras air boleh turun semula.

Perubahan iklim pula dicari melalui trend jangka panjang.

Saintis perlu memisahkan fenomena seperti:

• pasang surut;
• ombak;
• ribut;
• tekanan udara;
• El Niño;
• perubahan musim

daripada perubahan yang berlaku selama bertahun-tahun dan dekad.

Sebab itu rekod panjang sangat penting.

Satu bacaan luar biasa tidak menentukan trend

Katakan aras laut purata di sebuah stesen ialah:

2021 — tinggi

2022 — rendah

2023 — tinggi

2024 — sangat tinggi

2025 — sedikit rendah

Saintis tidak hanya memilih tahun 2024 lalu berkata:

“Inilah trend.”

Mereka menggunakan kaedah statistik untuk melihat keseluruhan siri masa.

Trend ialah perubahan yang muncul merentas banyak data, bukan satu titik sahaja.

Mengapa ketidakpastian perlu dilaporkan?

Tiada alat sempurna.

Sensor mempunyai had ketepatan.

Satelit mempunyai ketidakpastian orbit.

Atmosfera mempengaruhi radar.

Tolok pantai dipengaruhi gerakan daratan.

Data pula kadangkala mempunyai jurang.

Sains yang baik tidak menyembunyikan perkara ini.

Sebaliknya, saintis mengira julat ketidakpastian.

Contohnya, keputusan boleh dilaporkan sebagai nilai tertentu:

± sesuatu nilai.

Tanda ± menunjukkan bahawa ukuran mempunyai julat ketepatan.

Ini bukan kelemahan sains.

Sebaliknya, ia menunjukkan saintis menerangkan seberapa yakin mereka terhadap ukuran tersebut.

Mengapa beberapa alat lebih baik daripada satu alat?

Bayangkan termometer menunjukkan suhu bilik 38°C.

Kamu berasa bilik tidak begitu panas.

Kamu mengambil termometer kedua.

Ia menunjukkan 25°C.

Sekarang kamu tahu satu alat mungkin bermasalah.

Konsep sama digunakan dalam kajian paras laut.

Jika:

• tolok;
• satelit;
• Argo;
• GRACE-FO

semuanya menghasilkan gambaran yang konsisten, keyakinan meningkat.

NASA menyatakan bahawa gabungan satelit, tolok pantai, Argo dan sistem rujukan geodetik memberikan gambaran yang lebih lengkap tentang perubahan paras laut.

Mengapa rekod lama tetap penting?

Satelit altimetri global bermula pada awal 1990-an.

Tetapi kita mahu mengetahui apa berlaku sebelum itu.

Di sinilah rekod tolok pasang surut lama menjadi sangat berharga.

Ada stesen di dunia yang mempunyai rekod melebihi seratus tahun.

Saintis boleh:

• menyemak kualiti data lama;
• menggabungkan stesen;
• mengambil kira pergerakan daratan;
• menggunakan model matematik.

NASA menerangkan bahawa sebelum era satelit, tolok pasang surut merupakan sumber utama kepada rekod paras laut.

Tanpa data lama, kita hanya akan mengetahui beberapa dekad terakhir.

Mengapa saintis tidak hanya mengukur garis pantai?

Jika laut naik, bukankah kita hanya boleh melihat air bergerak lebih jauh ke darat?

Masalahnya ialah garis pantai turut berubah disebabkan:

• hakisan;
• pemendapan pasir;
• ombak;
• pembinaan;
• perubahan muara;
• ribut.

Pantai boleh bergerak walaupun purata paras laut tidak berubah banyak.

Sebab itu kedudukan garis pantai bukan pengganti terus kepada pengukuran aras laut.

Ia ialah maklumat lain yang boleh dikaji bersama.

Mengapa perubahan beberapa milimeter penting?

Beberapa milimeter kedengaran sangat kecil.

Ketebalan beberapa keping kertas.

Tetapi kenaikan itu berlaku tahun demi tahun.

Laut pula meliputi kawasan sangat luas.

Tambahan kecil yang terkumpul selama puluhan tahun boleh menjadi beberapa sentimeter.

Paras asas yang lebih tinggi bermaksud ketika:

• air pasang besar;
• ribut;
• ombak kuat,

air bermula daripada aras yang sudah lebih tinggi.

Itulah sebabnya kenaikan purata yang kelihatan kecil boleh meningkatkan risiko banjir pesisir dari masa ke masa.

Mengapa satu bandar mungkin mengalami perubahan lebih cepat?

Katakan purata global meningkat pada satu kadar.

Tetapi sebuah bandar dibina di atas tanah yang sedang mendap.

Penduduk bandar itu mengalami:

kenaikan laut + penurunan tanah.

Risikonya menjadi lebih besar.

Di kawasan lain, tanah mungkin sedang naik.

Maka perubahan relatif yang dirasai lebih kecil.

NOAA menerangkan bahawa kadar setempat boleh berbeza daripada purata global kerana faktor seperti:

• subsiden;
• arus laut;
• perubahan ketinggian daratan;
• tindak balas kerak Bumi selepas zaman ais.

Ini sebabnya perancangan pesisir memerlukan data tempatan, bukan angka global sahaja.

Bagaimana rupa kerja saintis paras laut?

Bayangkan seorang ahli sains memulakan hari kerjanya.

Dia mungkin tidak berdiri di pantai memegang pembaris.

Sebaliknya dia boleh berada di hadapan komputer.

Pada skrin terdapat:

• data satelit;
• graf tolok pasang surut;
• bacaan GPS;
• suhu Argo;
• peta graviti;
• model komputer.

Dia mungkin bertanya:

Adakah stesen ini bergerak naik atau turun?

Mengapa kawasan ini berubah lebih cepat?

Adakah data satelit sepadan dengan tolok?

Berapa banyak peningkatan datang daripada ais?

Berapa banyak daripada pemanasan laut?

Sains moden sering dilakukan dengan menggabungkan banyak sistem pengukuran.

Komputer membantu mengesan perubahan kecil

Data satelit dunia sangat besar.

Setiap orbit menghasilkan banyak ukuran.

Ribuan pelampung menghasilkan bacaan.

Tolok bekerja setiap hari.

Manusia tidak boleh memeriksa semuanya secara manual.

Komputer membantu:

• membersihkan data;
• mengenal pasti ralat;
• mengira purata;
• menghasilkan peta;
• mengesan trend;
• menjalankan model.

Tetapi komputer hanya alat.

Saintis tetap perlu memahami:

• fizik;
• statistik;
• cara alat berfungsi;
• sumber kesilapan.

Graf yang cantik tidak semestinya betul jika datanya tidak berkualiti.

Adakah paras laut boleh turun di sesetengah tempat?

Ya.

Ini mungkin kedengaran pelik jika purata global sedang meningkat.

Tetapi paras laut relatif boleh turun di kawasan tertentu jika tanah naik cukup cepat.

Contohnya, sesetengah kawasan yang pernah ditekan oleh lapisan ais besar pada Zaman Ais masih mengalami kenaikan daratan secara perlahan.

Kesan setempat juga boleh datang daripada perubahan arus dan graviti.

Maka:

kenaikan purata global tidak bermaksud setiap pantai mempunyai angka yang sama.

Mencairnya ais juga menghasilkan corak yang pelik

Bayangkan lapisan ais sangat besar.

Jisim ais mempunyai graviti sendiri dan menarik air laut ke arahnya.

Apabila banyak ais mencair, tarikan graviti itu berkurang.

Akibatnya, paras laut berhampiran kawasan ais tertentu boleh berubah dengan cara yang berbeza daripada kawasan yang jauh.

NASA menyebut corak ini sebagai sea-level fingerprints — corak perubahan aras laut yang bergantung kepada lokasi kehilangan jisim ais serta perubahan graviti dan putaran Bumi.

Jadi air daripada ais cair tidak hanya tersebar seperti menuang air ke dalam tab mandi yang sempurna.

Bumi jauh lebih rumit.

Bagaimana kita tahu ukuran hari ini boleh dibandingkan dengan 20 tahun dahulu?

Ini cabaran penting.

Satelit lama tamat operasi.

Satelit baharu mengambil alih.

Bagaimanakah saintis memastikan rekod kekal konsisten?

Kadangkala dua satelit beroperasi serentak untuk satu tempoh.

Data mereka dibandingkan.

Instrumen dikalibrasi.

Pengukuran satelit dibandingkan dengan stesen di Bumi.

Misi Sentinel-6 direka khusus untuk meneruskan rekod altimetri laut jangka panjang daripada misi sebelumnya.

Tanpa kesinambungan seperti ini, perubahan alat boleh tersalah dianggap sebagai perubahan laut.

Mengukur paras laut memerlukan ukuran yang sangat tepat

Bayangkan satelit berada ratusan kilometer di atas Bumi.

Saintis mahu mengesan perubahan laut hanya beberapa milimeter setahun.

Itu seperti cuba mengetahui perubahan ketebalan sekeping duit syiling dari jarak yang amat jauh.

Sebab itu setiap perkara perlu diukur dengan teliti:

• kedudukan satelit;
• masa radar;
• keadaan atmosfera;
• graviti;
• pasang surut;
• gerakan tanah.

Ketepatan kecil bagi satu bacaan menjadi sangat penting apabila kita mencari perubahan kecil selama puluhan tahun.

Mengapa data perlu dikongsi antara negara?

Laut tidak berhenti di sempadan negara.

Laut China Selatan bersambung dengan lautan yang lebih luas.

Arus bergerak merentas sempadan.

Satelit pula melihat seluruh Bumi.

Maka kajian paras laut memerlukan kerjasama antarabangsa.

Sentinel-6 sendiri ialah kerjasama antara NASA, ESA, EUMETSAT, NOAA dan rakan antarabangsa lain.

Argo juga merupakan rangkaian antarabangsa.

Perubahan iklim menjadikan kerjasama data seperti ini semakin penting.

Kita sebenarnya mengukur lebih daripada satu “laut”

Daripada semua kaedah tadi, kita boleh melihat beberapa jenis ukuran:

Tolok pasang surut

Mengukur aras laut relatif kepada daratan di lokasi tertentu.

GNSS

Mengukur sama ada daratan bergerak.

Satelit altimetri

Mengukur ketinggian permukaan laut secara luas.

Argo

Mengukur suhu dan kemasinan lautan untuk memahami pengembangan air.

GRACE-FO

Mengukur perubahan jisim air dan ais melalui perubahan graviti.

Masing-masing menjawab soalan berlainan.

Apabila semuanya digabungkan, cerita menjadi jauh lebih jelas.

Bukan Sekadar “Laut Naik”

Apabila saintis mengkaji paras laut, soalan mereka bukan hanya:

“Adakah laut naik?”

Mereka bertanya:

Berapa cepat?

Di mana?

Mengapa?

Adakah tanah bergerak?

Berapa banyak disebabkan pemanasan air?

Berapa banyak datang daripada ais daratan?

Adakah kadar sedang berubah?

Apakah risikonya kepada kawasan pesisir?

Setiap soalan memerlukan data.

Mengukur Perubahan yang Hampir Tidak Kelihatan

Jika kamu berdiri di pantai hari ini dan datang semula esok, kamu tidak akan dapat melihat kenaikan jangka panjang beberapa milimeter.

Pasang surut dan ombak terlalu besar.

Namun alat saintifik mempunyai kelebihan.

Tolok boleh bekerja selama puluhan tahun.

Satelit dapat melihat hampir seluruh lautan.

GNSS mengesan pergerakan tanah.

Pelampung menyelam mengukur suhu.

Satelit graviti pula boleh mengesan perpindahan jisim air yang mata manusia langsung tidak dapat lihat.

Dengan menggabungkan semuanya, saintis dapat mengesan perubahan yang terlalu kecil untuk kita perhatikan dalam satu hari tetapi cukup besar untuk mengubah kawasan pesisir dalam beberapa dekad.

Itulah kekuatan pengukuran sains.

Bukan kerana satu alat memberikan jawapan sempurna.

Tetapi kerana banyak bukti bebas akhirnya menceritakan cerita yang sama.

Aktiviti Selepas Membaca

Bezakan “Cuaca Laut” dengan “Trend Laut”

Bayangkan sebuah tolok merekod keadaan berikut:

Tahun / Kejadian	Perubahan
Ribut pada satu malam	+70 cm
Air surut pagi berikutnya	-100 cm
Pasang besar	+120 cm
Trend purata selama 20 tahun	+6 cm

Jawab:

1. Yang manakah perubahan jangka pendek?
2. Yang manakah lebih berguna untuk mengkaji perubahan paras laut jangka panjang?
3. Mengapa angka +120 cm ketika pasang besar tidak bermaksud laut telah naik 1.2 meter secara kekal?
4. Mengapa saintis memerlukan rekod bertahun-tahun?

Kemudian lengkapkan:

“Untuk mengesan perubahan paras laut jangka panjang, saintis perlu __________.”