帖子:距离南极西部冰盖的“临界点”吗?

之间的东部和西部冰原和半岛,南极洲拥有足够的冰使全球海平面上升约60米。

南极西部冰盖(极冰原)是一个相对较小的部分,含有相当的冰3.3米海平面上升。然而,大多数它坐落在一个不稳定的位置和被认为是“理论上不稳定”。

因此,极冰原将如何改变以应对人类造成的气候变暖被普遍认为是最大的不确定性来源海平面长期预测。

这种不确定性的最紧迫的方面是理解冰的不稳定性阈值是否已经越过,撤退我们现在测量是否注定要继续,以及冰是否不变的今天仍将出现在未来。

最新研究称阈值的不可逆损失极冰原可能位于1.5摄氏度和2 c之间的全球平均变暖高于工业化前的水平。气候变暖已经在1.1摄氏度左右和巴黎协定旨在变暖限制在1.5 c或“比2 c”,避免这个阈值的利润确实很好。

海洋冰层

根据最近的在海洋和冰冻圈的特别报道(SROCC)政府间气候变化专门委员会(IPCC),有两个主要控制在多少本世纪全球海平面将上升:未来的人为温室气体排放和气候变暖如何影响南极冰盖。政府间气候变化专门委员会说:

“超越2050年,气候变化的不确定性引起的单反(海平面上升)大幅增加在发射场景中由于不确定性和相关的气候变化,和南极冰盖的反应在一个变暖的世界。”

周围的担忧极冰原的弱点主要在于所谓的“海洋冰层不稳定”(斯)——“海洋”因为冰盖的基础是低于海平面和“不稳定”这一事实,一旦它开始,撤退是自给自足。

冰盖可以被认为是巨大的淡水水库。雪冷内部积累,慢慢契约成为冰川冰,然后开始流像一个很厚的液体回到大海。

在一些地方,冰到达海岸,漂浮在海洋表面,形成一个冰架。冰放在地表之间的边界(或海底的海洋冰层)称为“接地线”。接地线是那里的水储存在冰盖回到大海。当它临海位置移动时,我们说,冰盖有积极“质量平衡”——也就是说,它是越来越多的冰块比失去回到大海。

但当接地冰线撤退,平衡是负的。消极的冰盖平衡意味着海洋和积极贡献,因此,全球海平面。

不稳定

这个基本的冰盖质量平衡是所有你需要理解为什么冰川学家关心的是斯米。

变化的冰架在浮动端接地线变薄等可能导致冰在接地端从海底升空。当这个冰漂浮,接地线将会撤退。因为冰流动时更迅速地浮动,而不是当接地,接地线附近的冰流的速度将会增加。拉伸造成的更快的流动成为一个新的源接地冰线附近的变薄。

这是如下图所示。随着新浮冰流和更快的变薄,它可能导致更多的冰升空和浮动,把接地线。

此外,该地区的冰盖斯有一个反向的危险,或“逆行”梯度,这意味着深入内陆。随着接地冰线撤退深入厚的冰盖,冰流加速,进一步加大损失。相反的梯度使这个过程自我维持的是一个积极的反馈回路——这正是斯不稳定。

插图的海洋冰层不稳定或斯。变薄的支撑冰架导致冰盖流的加速度和稀疏的marine-terminated冰缘。因为基岩冰盖下斜向冰层内部,变薄的冰原因撤退的接地线后,向海的冰通量,冰边缘的进一步变薄,进一步撤退的接地线。信贷:IPCC SROCC (2019年)无花果CB8.1a

,目前还不清楚如果已超过斯阈值在南极洲。我们知道,接地线是沿阿蒙森海海岸线后退——最引人注目的Thwaites冰川。和司机撤退似乎相对温暖海水——大约比历史平均气温升高2摄氏度——向接地冰线流动,导致比往常一样融化。

如果不稳定还没有开始和海洋变暖停止,那么接地线应该找到新的平衡在一个新的位置。但如果它已经开始,然后撤退将继续不管接下来会发生什么。

快流

即使已超过了阈值,或者即使是交叉在未来——撤退能够以不同的速率取决于我们是多么努力“推”开始。

这是这是如何工作的。不稳定取决于在冰盖的一种平衡力量。重力使冰流速度,在一定程度上取决于它的厚度和表面的斜率。

浮动一边更大的融化速度更快、流跨接地线将减少表面的冰比小的利率将更快。越快垂伸表面生成一个陡峭的斜坡,因此,更快的流动和撤退。

一个造型研究去年发表的这个反馈,发现,当斯开始与一个更大的推动(更大的融化速度),它比开始时进展更快更小的推动,即使额外的被融化。

这意味着,即使斯被调用时,削减全球温室气体排放和减缓变暖将会给更多的时间来准备它的后果。

冰崖

似乎有海洋冰层的第二个来源不稳定——如果冰架,完全失去了。

一些最壮观的冰川变化的图像的冰山一角产犊——换句话说,打破了——从marine-terminating冰川的大量冰川方面。

这裂冰是由冰架底部的融化,以及“hydro-fracturing”——在融水形成表面的冰架渗入冰产生的开裂,或两者的结合。

崩解速度发生取决于冰悬崖的高度高于水线,悬崖耸立在水中越高,产犊率越大。

斯一样,极冰原下的海底的梯度下降意味着,随着冰崖撤退到冰层很厚的海洋将继续揭露一个更高的悬崖和崩解率必须增加。

所示,这个过程被称为“海洋冰崖不稳定”(MICI)。高度的理论表明,冰川的脸超过海面100米左右,悬崖会太高,以支持自己的体重。因此,它将不可避免的崩溃,露出同样高的悬崖,这也将会崩溃。等等。

IPCC的SROCC说“Thwaites冰川尤其重要,因为它的内部延伸到极冰原,床在哪里>海平面以下2000米的地方”。(虽然,SROCC也指出,尽管斯需要一个逆行的床上斜坡,MICI甚至可以发生在一个平面或seaward-inclined床。)

最近发现并不像斯以及研究过程,但这肯定会发生变化,在未来的几年,随着科学家们继续观察快速变化的系统,如Thwaites冰川。

说明海洋冰崖的不稳定。如果悬崖足够高(至少800 ~总冰的厚度,或约100米的冰水面线),悬崖上的应力超过强度的冰,和重复的悬崖失败结构崩解的事件。信贷:IPCC SROCC (2019年)无花果CB8.1b

一个自然南极研究2016年MICI认为“有可能贡献超过一米的海平面上升,到2100年,超过15米到2500年”。最近的研究认为这可能是一个高估,但他指出,目前尚不清楚这个世纪MICI可以扮演何种角色。另一项研究还表明,快速失去冰通过MICI可能缓解较慢的损失阻碍冰川的冰架。

阈值接近

去年年底,大型团队的模型评估不同研究的冰原反应巴黎气候目标保持全球平均变暖远低于2摄氏度。

这些模型都指向同一个方向。即不可逆的门槛格陵兰冰盖和冰损失极冰原是介于1.5 c和2 c全球平均变暖。我们已经在多一点1 c变暖现在。

这个1.5 - 2 c窗口是关键“南极冰架的生存”,评审论文解释了,因此他们的“支撑”效应在他们退缩的冰川。

另一个阈值可能隔2 c和2.7 c,作者补充道。达到这种水平的全球气温上升可能会引发“等几大系统的激活,罗斯和Ronne-Filchner排水流域,并出现更大的单反贡献”。

罗斯和Ronne-Filchner是两个最大的南极冰架。这些可以显著降低了“100 - 300年内”,另一项研究说,在全球排放超过场景RCP2.6场景。这排放途径通常被认为是符合变暖限制在2摄氏度。

这些发现暗示,防止大量的南极冰损失依赖于-或低于RCP2.6限制全球温室气体排放。本文得出结论:“这些门槛意味着承诺大冰盖和单反的变化可能需要数千年完全意识到和长时间尺度上不可逆转的”。