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西格陵兰岛鄂旗冰川前缘。
西格陵兰岛鄂旗冰川前缘。 资料来源:Maridav / Alamy Stock Photo。
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4月4日4月4日42

Guest Post:格陵兰冰板在2020年如何

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09.04.20
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04.09.2020 |下午1:42
客人的帖子 Guest Post:格陵兰冰板在2020年如何

今年在北极的大部分地区都有卓越的温暖,记录斯瓦尔巴特群岛记录的高温,最后剩余的冰架崩溃在加拿大北极,创纪录的高温和西伯利亚大面积的火灾和一个7月海冰面积创历史新低

然而,与2019年不同的是,格陵兰岛表面的冰变化实际上是相对“正常”的一年。然而,与卫星记录的早期(可以追溯到20世纪70年代末)相比,冰山断裂造成的损失仍然处于高位。

在这个季节结束时,加上表面融化和冰山排放,冰盖损失了大约1520亿吨。这意味着冰盖正在继续失去冰,尽管速度比2019年要慢。

由于另一个熔体季节在格陵兰冰板上延伸到了一端,这是我们每年的每年回顾格陵兰岛的天气以及自去年9月以来如何影响冰盖。(见前我们以前的年度分析2019年,2018年,2017年,2016年2015年)。

融化季节

8月底是评估格陵兰冰盖健康状况的理想时间。

通常情况下,这是一年中春末夏末冰雪融化结束的时刻,随着北半球温度在秋冬期间下降,冰盖开始再次增加质量。

把过去12个月冰盖表面的雪的增加和冰的减少加起来,给了科学家们一个“表面质量平衡”(SMB)。2019-20 SMB获得了3490亿吨冰。

下面的图表显示了2019-20年的累积SMB(蓝线),这一年中大部分时间都低于长期平均水平(灰色)。红线显示的是2011-12年的最低记录。

格陵兰冰盖2019-20年的累计表面质量预算(蓝线),2011-12年创纪录的最低SMB年(红色),1981-2010年的平均(灰色)。资料来源:DMI极地传送门。

格陵兰冰盖2019-20年的累计表面质量预算(蓝线),2011-12年创纪录的最低SMB年(红色),1981-2010年的平均(灰色)。资料来源:DMI极地传送门。

下图显示了2019-20年地表质量损失(红色阴影)和收获(蓝色阴影)与长期平均值的地理分布。总的来说,这张地图显示,在过去的一年里,格陵兰岛西部的损失更多,而东部有所增加。

地图显示了2019-20年年度SMB与1981-2010年期间的差异(以冰融化的毫米为单位)。蓝色表示增加的冰比平均水平多,红色表示减少的冰比平均水平多。

地图显示了2019-20年年度SMB与1981-2010年期间的差异(以冰融化的毫米为单位)。蓝色表示增加的冰比平均水平多,红色表示减少的冰比平均水平多。资料来源:DMI极地传送门。

但这只是故事的一半。得到总计大规模平衡,我们还必须根据冰块的损失,或者“冰山”,冰山,从海洋融化。

包括这些过程给出了总质量失利全年1520亿吨。

这意味着格陵兰冰板再次看到今年冰块的总体下降。但是,这种损失并不大与去年过去10年的年均损失约为2500亿吨。

比较年

格陵兰2019-20年度周期的开始,冬季比平均水更干燥,虽然没有像2018-19那样无雪。

然后是冰盖开始融化季节6月22日 - 大约10天晚于平均水平。5月下旬和6月初的新雪延迟了冰流失季节的开始,与去年同期的较高融化率相比。

7月在格陵兰岛是一个相对温暖而阳光灿烂的月份,体验融化的地区在范围的高端,虽然没有记录高。

然而,在8月中旬,异乎寻常的大风暴带来了4倍于正常月降雨量西格陵兰。这是由于冰盖上方的高水平降雪造成的,暂时阻止了冰的净损失。

这些风暴可能导致减少融化的熔体,因为新鲜的雪是明亮的白色和反光,相比夏天高融化后的较深的雪和光秃秃的冰川冰。

这在下面的地图中突出显示,比较Albedo.这是一种衡量地表反射阳光程度的方法,分别是2020年8月(左图)和2019年8月(右图),与2000年至2009年的平均值相比。该地图显示了2020年高于平均反照率(蓝色阴影)的地表,2019年低于平均反照率(红色)。

相对于2000-09年的平均值,2020年8月中旬(左)和2019年8月中旬(右)的反照率地图。阴影表示比平均值高(蓝色)和低(红色)的反照率。信贷:极地门户。

相对于2000-09年的平均值,2020年8月中旬(左)和2019年8月中旬(右)的反照率地图。阴影表示比平均值高(蓝色)和低(红色)的反照率。信贷:极地门户。

雨雪过后,冰雪融化和消融又开始了。但是,随着秋季的到来,格陵兰岛的情况已经相当缓和,导致的大规模损失低于预期。

十二年衰退

类似于银行账户,SMB包括以表面降雪形式的信贷和以融化的冰流形式的借贷。如果我们对过去40年的平均值进行计算,那么在平衡年度结束时,冰盖通常会增加约3410亿吨——非常接近今年的3500亿吨。

在我们的记录中,9月份标志着年初,这意味着2020赛季结束完成了另一十年(2011-20包容)。结果,我们现在可以看看四十年的平均SMB。这表明 - 虽然SMB从一年内变化到另一年 - 总体而言,但随着时间的推移,SMB的平均水平下降。

在20世纪80年代,平均SMB每年看到406亿吨的增长。在20世纪90年代,这增加到了426亿吨,但随后几十年来,在2000年代跌至270亿吨,而2010年代则为260亿吨。(尽管应该注意,这些结果是基于a计算的气候模型输出,所以不同的模型与不同的强迫数据可能会给出略微不同的结果)。

在这段时间里,格陵兰岛不仅平均变暖,而且还经历了更多日照充足的冰原上空的高压时期。这显著增加了夏季的融雪量,导致地表质量预算账户中剩余的余额减少。的2018-19年融化季节是一个经典的例子。

然而,如上所述,为了得到完整的冰盖预算,我们还必须计算从冰川表面崩解造成的损失。幸运的是,我们有卫星来帮助我们。

从20世纪80年代中期,卫星测量可用于测量冰盖边缘周围的冰川流速,从而估计冰山损失的大量冰。

下图显示了从产犊和潜艇熔化的卫星衍生的冰“放电”估计。黑点显示各个年的放电,灰色线表示估计中的不确定性。橙色线显示年平均水平。

来自格陵兰冰盖的冰块数量。当发生观察时,点表示,灰色条显示不确定性。橙色阶梯线是年平均水平。数据每月更新并从此处下载。

来自格陵兰冰盖的冰块数量。当发生观察时,点表示,灰色条显示不确定性。橙色阶梯线是年平均水平。数据每月更新并可从中下载在这里。来源:Mankoff等(2020.)。

分析表明,在21世纪初,许多冰川加速并继续高速流入峡湾,并携带了大量的冰。

SMB的下降与冰山排放和潜艇融化的增加相结合已明显地表现在去年发表的一项研究。总的来说,自1992年以来,格陵兰冰盖已经失去了大约4万亿吨冰。

如下图所示,格陵兰岛冰川消融的速度——再加上南极洲冰川消融的速度(见黑线)——是非常接近预测的高排放情景(红线)在第五次评估报告(AR5)的政府间气候变化小组(IPCC)。

根据IMBIE协调的卫星观测(黑色)和IPCC的AR5预测,1992-2040年(左图)和2040-2100年(右图),合并了南极和格陵兰冰原对全球海平面的贡献。对于每个AR5排放情景,上(栗色)、中(橙色)和下(黄色)的估计数分别取自集合范围的第95百分位、中位数和第5百分位值。在上、中、下三组中,AR5通路以较暗的线表示,按排放量增加顺序依次为:RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、SRES A1B (pdf)和RCP8.5。阴影区域代表AR5情景的扩散和观测周围的不确定性。虚线表示卫星观测和AR5投影重叠的时间(2007-17)。AR5的预测已经被抵消,以等于卫星开始时(2007年)的记录值。

根据南极和格陵兰冰纸对全球海平面的贡献Imbie.1992 - 2015年(左)和2040-2100(右)之间协调卫星观测(黑色)和IPCC AR5投影。对于每个AR5排放情景,上(栗色)、中(橙色)和下(黄色)的估计数分别取自集合范围的第95百分位、中位数和第5百分位值。在上部,中下组内,AR5途径由较暗的排放顺序表示较暗的线条:RCP2.6,RCP4.5,RCP6.0,SRES A1B.(pdf)和RCP8.5。阴影区域代表AR5情景的扩散和观测周围的不确定性。虚线表示卫星观测和AR5投影重叠的时间(2007-17)。AR5的预测已经被抵消,以等于卫星开始时(2007年)的记录值。资料来源:斯莱特等人(2020.)。

新卫星数据

今年我们也有了NASA的继任者格蕾丝卫星,被称为GRACE-Follow上(GRACE-FO),这将给我们一个独立的方法来评估我们的分析是否正确。然而,像往常一样,我们需要等待几个月,直到数据可用。

经过彻底调查数据质量,现在显而易见的是,恩典和恩惠的数据确实是在2017年底到2018年中期的两个卫星任务之间的差距。

GRACE‐FO数据现在已被用于记录2019年夏季的大冰量损失。最近的一篇论文通信地球和环境研究表明,2019年确实是一个极端融化年,尽管研究中的融化总量略高于我们去年报道,可能是因为计算SMB所用的模型不同。

然而,他们的研究结果另一篇论文基本上证实了我们在极地传送门上显示的结果。

下面的图表和地图显示了GRACE卫星和(从2018年开始)GRACE- fo卫星每月的冰量变化。

图表上的红色点显示了逐个月的冰盖块观察。该图表说明了质量损失(右侧轴)和对海平面上升的贡献对应于(左手轴)。通常,100亿吨融化的冰增添了0.28mm至全球海平面。

每天冬天的冰盖收益少量,夏天丢失 - 这个季节性波动是创造了波浪模式的原因。然而,通过卫星记录始终如一地将冰的损失始终出现。

这张地图显示了2019年8月相对于2002年4月的冰质量,突出显示了大部分冰的流失(红色阴影)发生在冰盖的边缘。独立观察还表明,冰正在变薄,峡湾和陆地上的冰川锋面正在后退,冰表面的融化程度更大。

然而,在冰盖的中心地区高,优雅的卫星表明冰块的浓度小(蓝色阴影)。其他测量表明,这是由于降雪量的小幅增加。

格陵兰冰块从2002年4月到2019年8月的宽限和恩典卫星任务。地图上的六边形的阴影表示增加(蓝色),并降低表面高度(以仪表等同)。图表上的红色点显示了质量(右侧轴)和海平面上升等效(左侧轴)的冰的每月变化。

从2002年4月到2019年8月到2019年Grace和Grace-Fo卫星任务的地图和图表。地图上的六边形的阴影表示增加(蓝色),并降低表面高度(以仪表等同)。图表上的红色点显示了质量(右侧轴)和海平面上升等效(左侧轴)的冰的每月变化。信用:DTU空间极性门户。

最后,我们要指出,对我们极地门户和我们的组织机构来说,这是不寻常和令人悲伤的一年。2019冠状病毒病导致出入格陵兰岛的社会和交通中断,影响了冰盖的实地工作。8月,我们失去了亲密的合作伙伴Konrad教授Steffen在瑞士营地的实地工作。他会很多错过。

来自这个故事的Sharelines
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