《格陵兰径流的非线性上升是应对后工业北极变暖的结果》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: yuwy
  • 发布时间:2019-01-18
  • 文章标题:Nonlinear rise in Greenland runoff in response to post-industrial Arctic warming

    文章作者:Luke D. Trusel, Sarah B. Das, Matthew B. Osman, Matthew J. Evans, Ben E. Smith, Xavier Fettweis, Joseph R. McConnell, Brice P. Y. Noël & Michiel R. van den Broeke

    DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-018-0752-4

    原文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0752-4

    内容提要:格陵兰冰盖(GrIS)是全球海平面上升的一个增长因素,近期冰质量减少主要受地表融水径流的影响。卫星观测揭示了GrIS表层融化程度的积极趋势,但在卫星时代之前,表层融水的可变性、强度和径流量仍然不确定。本文首次展示了一个连续的多世纪GrIS地表融化观观测记录,包括其强度和径流量。研究揭示最近GrIS表层融化的程度至少在过去350年中较为特殊。通过对中西部格陵兰冰芯的地层分析,研究证明渗透区冰芯中再冻结融化层的测量值可用于量化和重复重建过去的融化速率。本研究在格陵兰岛更广泛地展示了这些冰芯衍生的融化记录与模拟融化速率、卫星衍生融化持续时间之间显着的广泛空间相关性(P < 0.01),从而能够重建过去的冰盖表面融化强度和径流量。研究发现GrIS融化的增加紧随着19世纪中叶工业时代北极变暖的开始而出现,但GrIS融化的幅度最近才出现在自然变率的范围之外。由于表层融化对夏季气温升高的非线性响应,持续的大气变暖将导致GrIS径流和海平面上升的快速增加。

    论文摘要:The Greenland ice sheet (GrIS) is a growing contributor to global sea-level rise1, with recent ice mass loss dominated by surface meltwater runoff2,3. Satellite observations reveal positive trends in GrIS surface melt extent4, but melt variability, intensity and runoff remain uncertain before the satellite era. Here we present the first continuous, multi-century and observationally constrained record of GrIS surface melt intensity and runoff, revealing that the magnitude of recent GrIS melting is exceptional over at least the last 350 years. We develop this record through stratigraphic analysis of central west Greenland ice cores, and demonstrate that measurements of refrozen melt layers in percolation zone ice cores can be used to quantifiably, and reproducibly, reconstruct past melt rates. We show significant (P < 0.01) and spatially extensive correlations between these ice-core-derived melt records and modelled melt rates5,6 and satellite-derived melt duration4 across Greenland more broadly, enabling the reconstruction of past ice-sheet-scale surface melt intensity and runoff. We find that the initiation of increases in GrIS melting closely follow the onset of industrial-era Arctic warming in the mid-1800s, but that the magnitude of GrIS melting has only recently emerged beyond the range of natural variability. Owing to a nonlinear response of surface melting to increasing summer air temperatures, continued atmospheric warming will lead to rapid increases in GrIS runoff and sea-level contributions.

    (文献信息中心 於维樱)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0752-4
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    • 编译者:liguiju
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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
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