《预计南极冰层的不稳定将使海平面迅速上升》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2019-08-19
  • 消失的北极冰川和山地冰川景象令人震惊,但它们对海平面上升的潜在贡献无法与南极洲相比,即使南极冰川的消退不那么引人注目。现在,一项研究表明,隐藏在南极冰层内的不稳定性可能加速其流入海洋,并以比预期更快的速度推升海平面。

    相关数据显示,在过去六年中,5个被密切观察到的南极冰川的冰损率增加了一倍。由于不可预测的气候波动和对更多数据的需求,未来50~800年冰川流出的冰量还无法准确预测。但乔治亚理工学院、美国宇航局喷气推进实验室和华盛顿大学的研究人员已经将不稳定因素纳入到Thwaites的500次冰流模拟中,并进行了精确的计算。

    这些情况彼此有很大的分歧,但它们都指向不稳定的最终触发。即使全球变暖后来停止,不稳定也会在未来几个世纪以极快的速度将冰推向大海。“如果触发这种不稳定性,就不需要继续通过提高温度来继续强迫冰盖。它将继续自动运行,这就是我们担心的点,”Alex Robel说。“在这个临界点之后,气候变化仍然很重要,因为它们将决定冰的移动速度。”

    “在达到临界点后,Thwaites Glacier可能在150年内失去所有的冰。这将使海平面上升约半米(1.64英尺)。相比之下,目前的海平面比全球变暖前高出20厘米(近8英寸),这被认为是沿海洪水增加的原因。”Helene Seroussi说道。该研究还表明,不稳定性使预测更加不确定,这与防洪抗水的挑战特别相关。

    (侯颖琳 编译;於维樱 审校)

  • 原文来源:https://www.pnas.org/content/early/2019/07/02/1904822116
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    • 编译者:张灿影
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    • 覆盖南极洲西部的冰盖面临着滑入海洋的危险。虽然减少温室气体排放可能会限制非洲大陆其他地区的冰盖不稳定,但即使在气候变暖趋于稳定之后,南极西部冰盖缓慢但不可避免的消融仍可能继续。一次崩塌可能需要数百年的时间,但将使全球海平面上升超过3米。 来自波茨坦气候影响研究所(PIK)的一组研究人员正在仔细研究一种稳定冰盖的大胆方法:将海水注入冰川,产生数万亿吨的额外降雪,采取前所未有措施稳定冰盖。这将意味着,从美国到中国,世界上一些人口最密集的沿海地区将面临前所未有的工程压力,并对这个世界上最后的原始地区之一造成严重的环境危害,以防止海平面长期上升。 “基本的权衡取舍是我们作为人类是否想要牺牲南极洲以保护目前有人居住的沿海地区和我们已经和正在建设的文化遗产。”Anders Levermann解释说。 温暖的洋流已经到达南极洲西部的阿蒙森海域,该地区由几个冰川组成,由于其地形结构,这些冰川很容易发生不稳定。这些冰川的水下融化引发了它们的加速和退缩。这已经成为该大陆最大的冰损失原因,并加速了全球海平面上升。在他们的研究中,研究人员采用计算机模拟来预测未来的动态冰损失。他们证实了早期的研究,即使大幅度减少温室气体排放也不能阻止南极西部冰盖的崩塌。 “所以我们研究了什么可以阻止潜在崩塌,并增加了不稳定区域的降雪,”PIK的共同作者Johannes Feldmann说。“事实上,我们发现大量的积雪确实可以将冰盖推回一个稳定的状态,阻止不稳定。实际上,这可以通过大量重新分配水团来实现,从海洋中抽出来,在几十年内以每年数千亿吨的速度被雪覆盖在冰盖上。” Feldmann补充说:“我们充分意识到这种干预所具有的破坏性特征。”提升、淡化和加热海水以及提供动力将需要数万台高端风力涡轮机的电力。“建造这样一个风力发电场和阿蒙森海的进一步基础设施以及海水本身的大规模开采本质上意味着失去一个独特的自然保护区。此外,严酷的南极气候使得技术挑战难以预料,而对该地区的潜在危险影响可能是毁灭性的。”因此,必须非常仔细地权衡这种努力前所未有的风险和成本,以防止其潜在的影响。此外,只有在《巴黎气候协定》得到遵守、碳排放迅速而明确地减少的情况下,这一巨大努力才有意义。” (侯颖琳 编译,於维樱 审校)
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    • 目前对南极剩余冰盖因变暖而导致数量的减少,以及减少的速度等方面的了解知之甚少。随着海平面异常高达2 m及以上的高度时,上一次间冰期(13-11万年前)是认识海平面升高的一个很好的研究对象。格陵兰冰盖的贡献不足以解释海平面上升,因此南极冰盖也将大幅减少,为海平面的上升提供另一个解释。因此,格陵兰冰盖和南极冰盖的减少对理解未来海平面上升至关重要。本文研究中,补充了现有的记录和新数据来分析海平面的上升,此外,双重子结构分析表明南极冰盖贡献的时间变异性。 之前的研究已经证明,南极洲的冰层融化推动了海平面的快速上升,为人类驱动气候变化下的预期提供了预警。通过分析 “上一次间冰期”的历史和新数据,发现海平面比目前的海平面上升水平高出10米,间冰期是全球气温升高的时期,可以持续数千年。研究表明,海平面每世纪上升3米,这主要是由于南极冰盖的冰层流失。上一次间冰期海平面上升是由于自然气候的不稳定性造成的,另外,它比今天人类造成的气候变化要小,速度也慢。 本文研究也表明,长期以来人们都认为南极海冰在全球海平面上升的过程中像一个沉睡的巨人,并没有发挥作用,但实际上它是海平面升高过程的关键参与者。而且,南极在与社会高度相关的时间尺度上,还是对人类基础设施产生深远影响的方式上均发生了巨大变化。这项研究首次显示了上一次间冰期的冰损失先是在南极洲发生的,其次是格陵兰岛。南极早期的冰损失是由间冰期开始时的南大洋变暖引起,其次,来自南极洲的融水引起了全球海洋环流的变化,进一步导致了北极变暖和相关的格陵兰冰量损失。在当今温室气体驱动的气候变化中,大气和海洋的快速变暖同时发生在两极地区,这导致南极和格陵兰岛的冰层同时流失。但是,值得注意的是,目前的气候扰动比上一次间冰引起的气候变化程度更大、发展的也更加迅速。因此,在未来几个世纪中,海平面上升的速度可能会比上一次间冰期上升的速度还要快。 (郭亚茹 编译,於维樱 审校)