《海平面上升的最高预测可能性很低》

  • 来源专题:全球海洋科技信息监测平台
  • 编译者: 於维樱
  • 发布时间:2024-10-10
  •       政府间气候变化专门委员会(IPCC)的第六份评估报告指出,到2100年,南极洲冰盖的崩溃将使南极洲对全球平均海平面的贡献达到其他模型预测的两倍,到2300年将增加三倍。但这一预测是基于一种被称为海洋冰崖不稳定性(MICI)的机制:如果冰架(陆地冰盖的浮动延伸)迅速坍塌,它可能会使形成冰盖外缘的冰崖暴露在外且没有支撑;如果这些悬崖足够高,它们会在自身重量的作用下破裂,露出更高的悬崖,并导致冰盖像一排多米诺骨牌一样向内坍塌,导致迅速撤退;这些冰流失到海洋中并融化,这将导致预计的海平面急剧上升。

          《Science Advances》上的研究指出,该机制尚未被观察到,到目前为止只用一个低分辨率模型进行了测试。相反,研究人员使用三个高分辨率模型来测试MICI,这些模型可以更准确地捕捉冰盖的复杂动力学。他们模拟了南极洲Thwaites冰川的消退过程,这条75英里宽的冰盖通常被称为“世界末日冰川”,因为它的融化速度加快,并且有可能使全球海平面升高两英尺以上。模型表明,即使是岌岌可危的Thwaites也不太可能像MICI预测的那样在21世纪迅速崩溃。在所有的模拟中,Thwaites的冰崖从未以MICI显示的速度向内陆撤退。相反,如果没有冰架阻止冰盖,冰川向海洋的运动会迅速加速,导致冰盖从内部向外扩展。这种加速运动还使冰川边缘的冰变薄,从而降低了冰崖的高度和它们坍塌的敏感性。

          这些发现表明,IPCC报告中包含的极端预测背后的物理学是不准确的,这可能会对现实世界产生影响。政策制定者在考虑建造海堤等物理屏障,甚至重新安置居住在低洼地区的人们时,有时会使用这些高估计模型。所有的预测都表明冰盖正在迅速消退,但是研究发现,冰川崩塌并没有那么简单或那么快,撤退的速度远没有这些初始模拟中假设的那么高。当使用更受物理学约束的速率时,冰崖不稳定性永远不会出现。该研究对这种高影响、低可能性的预测提出了质疑,其中包括这种人们对之甚少的新MICI过程。极地冰盖中其他已知的不稳定性仍将在未来几十年和几个世纪内造成它们的损失。

  • 原文来源:https://www.seismosoc.org/news/telecommunications-cable-used-to-track-sea-ice-extent-in-the-arctic/
相关报告
  • 《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)
  • 《到2100年排放物可能会使海平面上升15英寸》

    • 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:2020-09-25
    • 随着气温升高,冰盖表面融化导致海平面升高,例如格陵兰岛的冰盖便是海平面上升的重要因素。一项最新研究对到2100年地球冰盖融化对全球海平面的影响做出了新的估计。如果温室气体排放继续快速增长,格陵兰岛和南极洲的冰原加在一起可能会导致全球海平面上升超过15英寸(38厘米),这超出了地球气候变暖所带来的影响。结果也表明,在不同的气候情景和气候模型下,从冰盖变化导致海平面下降3.1英寸(7.8厘米)可以看出,到2100年海平面上升12英寸(30厘米)的可能性更大。区域预测显示南极洲西部的冰盖损失量最大,并且到2100年,海平面上升约7.1英寸(18厘米)。这一结果与政府间气候变化专门委员会在2019年海洋和冰层特别报告中的预测结果相一致。来自冰原的融水约占全球海平面上升总量的三分之一。政府间气候变化专门委员会的报告预计,2000~2100年间,格陵兰岛对全球海平面上升的贡献率为3.1~10.6英寸(8~27厘米),而南极洲则可能为1.2~11英寸(3~28厘米)。关于未来海平面上升的程度,最大的不确定因素之一是冰原将起到多大的作用,另外冰原的贡献究竟有多大取决于气候变化。他们发现在高排放的情况下,格陵兰冰盖将导致2100年全球海平面上升3.5英寸(9厘米)。在排放量较低的情况下,冰盖造成的损失将使全球海平面上升约1.3英寸(3厘米)。这已经超出了从前工业时代到现在由于温度变暖而导致的海平面上升。研究小组还分析了南极冰盖,结果发现未来气候变化导致的冰层融化会增加海平面上升的幅度。南极冰盖的冰流失更难预测:在西部,温暖的洋流侵蚀大型浮冰架底部,从而造成损失;而广袤的南极东部冰盖可能会增加;由于温度升高而导致的降雪量也会增加。 相关论文链接:https://tc.copernicus.org/articles/14/3033/2020/ (郭亚茹 编译;於维樱 审校)