《新研究表明未来可能会出现一个无冰的格陵兰岛》

  • 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:2019-07-04
  • 新的研究表明,如果全球温室气体排放仍然保持在现有的轨道上,格陵兰岛到3000年可能无冰。即使到本世纪末,该岛也可能失去4.5%的冰,导致海平面上升13英寸。

    “未来格陵兰将怎样变成,都取决于我们。”Andy Aschwanden说。这项研究利用现今在冰下观测的新数据,在未来建模方面取得突破。根据对温室气体浓度和大气条件的不同预测,调查结果显示了大范围的冰川融化和海平面上升的各种情况。目前,地球正朝着温室气体浓度的高估值方向发展。

    研究人员使用地球物理研究所开发的平行冰盖模型,对三种气候情景中的每一种进行了500次模拟,以创建格陵兰冰对不同气候情景的响应情况。该模型包括海洋和大气条件的参数以及冰的几何形状、流量和厚度。

    模拟冰盖行为是困难的,因为出口冰川的退缩导致冰损失。这些冰川位于冰盖的边缘,像河流一样从内部排出冰,这些冰川通常是隐藏在冰层下面的水槽。

    这项研究是第一个包含这些出口冰川的模型。结果发现,他们的排放量可能会使格陵兰岛冰的总质量减少45%。

    由于以前的研究结果缺乏很多细节,科学家们无法准确地模拟当前的情况,这使得预测未来变化变得更加困难。

    “过去二十年里,我们仅仅通过观察格陵兰岛就知道了这一点,这并不是因为我们是天才而发现了它,而是因为我们亲眼目睹了它的发生,”Fahnestock说。“至于我们将来会看到什么,取决于我们接下来要做什么。”

  • 原文来源:https://advances.sciencemag.org/content/5/6/eaav9396
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    • 近几十年来,格陵兰冰盖一直是全球海平面上升的主要原因,预计未来也会如此。由来自50个国际组织的96名极地科学家组成的研究小组绘制了迄今为止格陵兰岛海冰消失最完整的照片。研究小组将26项独立调查结果结合起来,计算了1992~2018年间格陵兰海冰质量的变化,总共使用了11个不同卫星任务的数据,包括冰盖体积、流量和重力的变化。研究结果显示,自1992年以来,格陵兰岛已经减少了3.8万亿吨海冰,这足以使全球海平面上升10.6毫米。海冰流失率从上世纪90年代的330亿吨/年上升到过去10年的2540亿吨/年,这意味着30年内海冰的流失率增长了7倍。 2013年,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测,到2100年,全球海平面将上升60厘米,将使3.6亿人面临每年一次的沿海洪水风险。但这项新的研究表明,格陵兰岛的海冰损失上升的速度比预期的要快。并且,在追踪IPCC的高端气候变暖情景下,海冰流失预计会使海平面上升7厘米。根据经验,全球海平面每上升1厘米,就有600万人面临着全球沿海洪水的威胁。按照目前海冰减少的趋势,到本世纪末,格陵兰岛的冰川融化将导致每年1亿人被洪水淹没,因此,由于所有海平面的上升,格陵兰岛总共将有4亿人被洪水淹没。这些不太可能发生的事件或较小影响的事件,它们正在发生,并将对沿海社区造成破坏。研究小组还采用了区域气候模型,结果表明一半的海冰损失是由于气温上升导致的地表融化。另一半是由于海洋温度上升导致海冰流动的增加。 2011年,在地表剧烈融化期间,格陵兰岛海冰损失达到了3350亿吨/年的峰值,是20世纪90年代的10倍。尽管自2011年以来,海冰流失率降至平均每年2380亿吨,但仍高出以往7倍(不包括2019年全年)。因此,对极地海冰的卫星观测对于监测和预测气候变化如何影响海冰损失,以及海平面上升至关重要。虽然模式模拟使我们能够根据气候变化作出相关预测,但卫星测量提供了相当不可辩驳的初步证据。 研究小组的卫星观测资料显示,自观测开始以来,格陵兰岛的海冰融化和冰流量都有所增加。冰岛的冰盖在过去两年的记录中减少了相似的冰损失,但是去年夏天这里非常温暖,导致了更高的损失。保持对大冰原的监测非常重要,以了解每年海平面升高的程度。 相关论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-019-1855-2 (郭亚茹 编译;於维樱 审校)
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    • 在格陵兰岛冰原内部,厚而难以穿透的冰块正在迅速膨胀,那里的冰通常是多孔的并且能够吸收熔体水。根据CIRES的一项新评估,这些冰块反而将融化水释放到海洋中,到2100年,对海平面上升的贡献将增加2.9英寸。 科罗拉多大学博尔德分校的研究人员Mike MacFerrin表示,尽管到目前为止,冰块径流已使全球海平面增加了不到1毫米,但随着冰块在不断变暖的情况下继续膨胀,这一贡献将大大增加。目前研究结果已发表在《自然》(Nature)杂志上。 2000年,格陵兰的径流区——径流有助于海平面上升的冰原区域——大致相当于新墨西哥州的面积。在2001年至2013年期间,冰块将径流区域扩大了约65,000平方千米-这是每分钟两个美式足球场的平均速度。研究小组发现,到2100年,随着地球温度继续攀升,冰块继续增长,在中等排放情景下,径流区可能会扩大到科罗拉多州的面积。这将使海面增加额外的四分之一英寸达到略多于1英寸(7-33毫米) 根据最新论文,在更高的排放情景下,随着更多的温室气体排放,径流区可能会增加,导致海平面上升额外的半英寸至近三英寸(17-74毫米)。 在格陵兰岛的大部分地区,每年夏天的积雪只会部分融化,然后重新冻结成仅一英寸或两英寸厚的稀薄冰盘或“透镜”,位于紧实的积雪中。通常,融化水会向下渗透并渗入冰晶周围,重新冻结到位而不会出海。 但是随着极端的北极融化事件变得越来越频繁,那些脆弱的冰层会膨胀并凝固成1至16米(3至50英尺)厚的庞然大物的“平板”,从而在表面下方形成不可渗透的外壳。融水不能再渗透到冰盖中,而是沿着冰块向下流动,最终进入海洋。 这种融化事件在格陵兰越来越普遍:2012年7月,格陵兰冰盖表面97%的冰雪融化,根据美国国家冰雪数据中心(NSIDC)的记录,这是33年的卫星记录中没有发生的事件。今年春季,格陵兰特别温暖和阳光充沛,融化了前所未有的800亿吨格陵兰冰。 MacFerrin和他的同事在2012年意外发现了冰块,当时他们在冰芯样本中发现了大块固态冰,而不是他们期望的薄冰晶。NSIDC研究人员,论文的共同作者Mahsa Moussavi提到,随着气候继续变暖,这些冰块将继续生长并增强其他融水的反馈。这是雪球效应:更多的融化产生更多的冰块,而更多的融化又产生更多的冰块。 这一过程从根本上改变了冰盖目前和将来的水文状况。了解这样的北极反馈至关重要,因为它们显示出变暖的气候能改变地球上最脆弱的区域的程度和速度。 (傅圆圆 编译) 图片源自网络