南极冰的不稳定性预计会使海平面迅速上升

北极冰层正在消失的景象令人震惊,但它对海平面上升的潜在贡献却无法与南极洲相媲美,尽管正在消退的南部冰层并不那么引人注目。现在,隐藏在南极冰层中的不稳定性很可能加速其流入海洋,并以比先前预期更快的速度推动海平面上升。

在过去的六年里,五个被密切观察到的南极冰川的冰流失率翻了一番在新研究中,至少有一个,Thwaites冰川,可能会屈服于此这是一个不稳定的过程,它会将冰快速推入海洋。

由于不可预测的气候波动和对更多数据的需求,冰川在未来50到800年内将融化多少冰还不能准确预测。但乔治亚理工学院、美国宇航局喷气推进实验室(JPL)和华盛顿大学的研究人员已经将不稳定性因素纳入了500个冰流模拟中,并进行了精确的计算。

这两种情况有很大的分歧,但共同指向了不稳定的最终触发,这将在下面的问答中描述。即使全球变暖后来停止,这种不稳定性也会在未来几个世纪里以极大的加速速度将冰层推向海洋。

如果海洋变暖导致的冰融化不会比今天更糟的话。这项研究使用了目前的冰融化速率,因为研究人员对其本身的不稳定性因素很感兴趣。

冰川临界点

领导这项研究的亚历克斯·罗贝尔说:“如果你引发了这种不稳定性,你就不需要继续通过提高温度来迫使冰原继续上升,这就是问题所在。”“在那个临界点之后,气候变化仍然很重要,因为它们将决定冰层移动的速度。”

“在达到临界点后,斯威茨冰川可能在150年内失去所有的冰,这将导致海平面上升约半米(1.64英尺)。”他是这项研究的合作者。相比之下,目前的海平面是20厘米()超过全球变暖前的水平,并被认为是沿海地区洪水增加的原因。

研究人员发表了这项研究由美国国家科学基金会和美国宇航局资助。

研究还表明,不稳定性使预测更加不确定,导致情景的广泛传播。这与.

罗贝尔说:“你想设计关键的基础设施,以抵御一百年后可能出现的海平面情况的上限。”。“这可能意味着在绝对最坏的情况下建造水处理厂和核反应堆,仅斯威茨冰川就可能上升海平面2到3英尺,因此这是一个巨大的差异。”

问答

为什么南极冰层是海平面上升的主要驱动力?

了解这些背景信息更容易理解不稳定性:

北极的海冰已经漂浮在水中。读者可能会记得,冰山90%的质量是在水下,当它的冰融化时,体积缩小,导致海平面没有变化。

但是,当长期由陆地支撑的冰块,如高山冰川融化时,最终流入海洋的水会增加海平面。南极洲拥有最多陆地支撑的冰,即使大部分陆地是海床,只支撑了部分冰的质量,而水却支撑了部分冰。另外,南极洲是一个冰巨兽。

“南极冰盖上的冰几乎是南极冰盖的8倍是世界上所有山地冰川的50倍。

冰下的“不稳定性”是什么?

冰盖在海底的位置和冰盖延伸到水面之间的线称为。在接地线后面冰下基岩向下倾斜、向内陆移动时加深的地方,不稳定性会加剧。

这看起来是这样的:在较深的海床上,冰移动得更快,因为水给了它更多的升力,然后温暖的海水会挖空冰的底部,给海洋增加水。但是,更重要的是,山谷上方的冰失去了陆地联系,流向海洋的速度更快。

“一旦冰越过接地线,只在水面上,它因为浮力比以前更能支撑它。“冰流到像冰山一样融化或破裂。”

“这个过程会自我延续,”塞洛西说。

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研究人员是如何将不稳定性纳入海平面预测的?

研究人员借用了这就计算了在一个物理系统中,偶然性的影响对可预测性的影响,比如冰流,受到外界力量的作用,比如温度变化。他们将这一数学应用到数据密集的模拟中,模拟了位于南极洲西部的斯威茨冰川(Thwaites Glacier)未来可能的命运。

他们又有一个惊人的发现。通常情况下,当气候条件剧烈波动时,南极的冰会抵消这种影响。冰流可能会逐渐增加,但不是剧烈的,但是不稳定性在模拟中产生了相反的效果。

罗贝尔说:“这一系统并没有减弱冰层的波动,反而扩大了冰层迅速流失的可能性。”

海平面的“快速”上升有多快?我们什么时候能感觉到?

这项研究的时间尺度是几个世纪,就像海平面研究一样。在模拟中,斯威茨冰川在600年后开始了巨大的冰川流失,但如果海洋变暖,而且不稳定现象揭示了更多的秘密,这一现象可能会更早到来。

“它可能在未来200到600年内发生,这取决于冰层下的基岩地形,我们还不知道它的细节,”塞洛西说。

到目前为止,南极洲和格陵兰岛已经失去了一小部分冰,但海岸线基础设施已经面临来自还有风暴潮。到本世纪末,海平面预计将上升两英尺。

在大约2000年的时间里,直到19世纪末,海平面保持稳定,然后开始上升自1990年以来,海平面的年上升率大约翻了一番。

同时观看视频:

来自华盛顿大学的杰拉德·罗是这项研究的合著者。这项研究是由国家科学基金会(拨款PLR-1735715和PLR-1643299)资助的。任何发现、结论或建议都是作者的,而不一定是资助机构的。

作家和媒体代表:Ben Brumfield(404-660-1408),电子邮件:ben.brumfield@comm.zracer.net

乔治亚理工学院
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