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《Nature封面故事：南极洲冰层对海平面上升的贡献》

  • 来源专题：青藏高原所信息监测服务
  • 编译者： 王婷
  • 发布时间：2016-04-01

  • 本期Nature的封面图片所示为2016年1月9日西南极 “思韦茨冰川” (Thwaites Glacier) 端部的冰崖的一幅由 “Landsat 8”卫星拍摄的自然色拼接图。Robert DeConto 和 David Pollard采用一个新改进的、 按“上新世”和 “末次间冰期”的海平面估计值做了校准的数值冰层模型，来预测今后五个世纪南极洲由一系列不同的温室气体情景所驱动的演变。该模拟显示，南极洲冰层对海平面上升的贡献潜力是在从几乎没有贡献到在2100年之前贡献超过一米、在2500年之前贡献超过15米之间。令人吃惊的高端估计值来自不减少的温室气体排放量和以前估计不足的两个机制：由表面融水造成的冰裂和大冰崖的坍塌。低端估计值表明，通过采取强有力的措施控制气候变化，能够极大减小人类社会受海平面上升影响的风险。封面图片：Knut Christianson利用从美国地质调查局获得的数据制作。

    Nature 531, 7596

    发表日期： 2016年3月31日

  • 原文来源：http://www.natureasia.com/zh-cn/nature/highlights/73528
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  • 《南极冰崖对海平面上升的贡献可能不多于预测》
    • 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：2019-11-04
    • 南极冰盖的覆盖面积几乎是美国面积的两倍，它的陆地边界被巨大的漂浮冰架支撑着，这些冰架在南大洋寒冷的水面上延伸数百英里。当这些冰架崩塌到海洋中时，它们沿着南极洲边缘暴露出高耸的冰崖。所以，在地表冰原向海洋边缘运动的过程中，浮冰架对其稳定性起着重要作用。在气候变暖的情况下，冰架很容易崩解和崩塌，导致未来海平面上升幅度和速率的不确定性。 冰架大约有一公里厚，要想使高高的冰崖遭受彻底的崩塌，那就必须在数小时内拆除这些冰架，无论气候变化情况如何，这似乎都不太可能。研究发现，如果冰架在更长的时间内融化，不是几小时，而是几天或几周的时间，剩下的冰崖不会在自身重量下突然开裂和坍塌，而是会慢慢流出。目前南极海平面上升的最坏情况是90米以上的悬崖会发生灾难性的坍塌。 在气候变暖的情况下，当南极洲的冰架崩塌到海洋中时，它们暴露出高耸的悬崖峭壁或陆地上的冰。如果没有冰架的支撑，大陆上非常高的冰崖会崩塌，从而崩解到海洋中，将更高的冰崖暴露在更远的内陆地区，而这些冰崖本身也会崩塌，引发失控的冰盖退缩。目前，地球上没有比90米更高的冰崖，可能是因为更高的冰崖将会无法支撑自己的重量。那么，90米及以上的冰崖是否会坍塌，以及在什么情况下会坍塌？为了回答这个问题，他们开发了一个矩形冰块的简单模拟，来表示一个理想的冰盖（陆地上的冰），最初它是由一个同样高的冰架（水面上的冰）支撑。之后以不同的速度缩小冰架，并观察暴露在外的冰崖如何随着时间的推移而发生变化。在他们的模拟中，他们根据麦克斯韦的粘弹性模型设定了冰的力学性质或运动特征，该模型描述了一种材料从弹性的、橡胶状的响应转变为粘性的、蜂蜜状的行为方式。事实证明，冰也是一种粘弹性材料。在模式中，应用了麦克斯韦粘弹性，并改变了冰架移除的速度，研究冰崖是否会像弹性物质一样破裂和坍塌，或者像粘性液体一样流动。另外，他们模拟了从0～1000米的不同起始高度或冰厚，以及冰架崩塌的不同时间尺度的影响。最后，他们发现，当一个90米长的冰崖暴露在外时，只有在支撑冰架被迅速移除的情况下，它才会在数小时内迅速崩塌成易碎的块状。事实上，这种行为适用于高达500米的冰崖。如果冰架在较长时间内被移除，高达500米的冰崖不会在自身重量的作用下坍塌，反而会慢慢脱落。 因此，地球上最高的冰崖不太可能发生灾难性的崩塌，从而引发失控的冰盖退缩。这是因为现有记录记载的冰架消失最快速度是几周，而不是几小时，正如科学家在2002年观测到的那样，当时他们拍摄到了拉森B冰架崩塌的卫星图像——一块像罗德岛一样大的冰从南极洲分离出来，在两周的时间里破碎成成千上万的冰山。 （郭亚茹 编译，於维樱 审校）
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  • 《气候变化下南极洲可能推动海平面快速上升》
    • 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：2019-11-21
    • 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）
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