Наскільки близький крижаний захід Західного Антарктики до точки перекидання?

Наскільки близький крижаний захід Західного Антарктики до точки перекидання?Розділ льодового шельфу льодовикового острова Pine Island. Кредит: Колекція зображень NASA / Alamy Stock Photo

Між своїм льодовиком на сході та заході та півостровом Антарктида утримується достатньо льоду для підняття глобального рівня моря близько 60м.

Західноантарктичний крижаний покрив (WAIS) - порівняно невелика частина, що містить кількість льоду, еквівалентна 3.3m підвищення рівня моря. Тим не менш, більшість з них сидить у нестабільному положенні і вважається «теоретично нестабільний".

Як результат, як вважається, що ВАІС зміниться у відповідь на потепління, спричинене людиною, як правило, вважається таким Найбільше джерело невизначеності для довгострокових прогнозів рівня моря.

Найактуальнішим аспектом цієї невизначеності є розуміння того, чи були перекреслені пороги нестабільності льоду, чи судилося продовжити відступ, який ми зараз вимірюємо, і чи буде лід, який сьогодні з’являється незмінним, залишатиметься таким у майбутньому.

В останньому дослідженні йдеться про те, що поріг незворотних втрат WAIS, ймовірно, лежить між 1.5 ° С і 2 ° С середнього глобального потепління вище доіндустріального рівня. З потеплінням вже при навколо 1.1C і Париж угоду з метою обмеження потепління до 1.5 ° С або «значно нижче 2 °», границі для уникнення цього порогу справді є чіткими.

Морський крижаний лист

За останнім часом спеціальний звіт про океан та кріосферу (SROCC) Міжурядова група з питань зміни клімату (МГЕЗК), є два основні засоби контролю за тим, наскільки глобальний рівень моря підніметься в цьому столітті: майбутні викиди парникових газів, спричинені людиною, і те, як потепління впливає на льодовиковий покрив Антарктики. МГЕЗК говорить:

"Поза 2050 р. Невизначеність кліматичних змін, спричинених змінами клімату [підвищення рівня моря] суттєво зростає через невизначеність сценаріїв викидів та пов'язані з цим зміни клімату та реакцію льодовикового покриву Антарктики у теплішому світі".

Занепокоєння навколо вразливості WAIS в основному полягає в тому, що називається "морська крижана нестабільність"(MISI) -" морський ", оскільки основа льодовикового покриву знаходиться нижче рівня моря та" нестабільність "тому, що, як тільки він починається, відступ стає самодостатнім.

Крижані покриви можна вважати величезними прісноводними водоймами. Сніг накопичується в холодному приміщенні, повільно ущільнюється, стає льодовиковим льодом, а потім починає текти, як дуже густа рідина назад, до океану.

У деяких місцях лід сягає узбережжя і пливе на поверхні океану, утворюючи ан крижана полиця. Межа між льодом, що лежить на поверхні суші (або морським дном у випадку морського крижаного покриву), називається "лінією заземлення". Лінія заземлення - це місце, де вода, що зберігається в крижаному покриві, повертається в океан. І коли він рухається на море, ми кажемо, що крижаний покрив має позитивний "баланс маси" - тобто він набирає більше льодової маси, ніж втрачає назад до моря.

Але коли лінія заземлення відступає, баланс є негативним. Негативний баланс льодового покриву означає позитивний внесок в океан і, отже, на глобальний рівень моря.

Нестабільність

Ця основна картина балансу маси крижаних листів - це все, що вам потрібно, щоб зрозуміти, чому глаціологи стурбовані MISI.

Зміни крижаної полиці на плаваючій стороні лінії заземлення - наприклад, стоншування - можуть призвести до того, що лід із заземленої сторони відійде від морського дна. Коли цей лід пливе, лінія заземлення відступить. Оскільки лід тече швидше, коли він пливе, ніж при заземленні, швидкість руху льоду біля лінії заземлення зростатиме. Розтягнення, викликане швидшим потоком, стає новим джерелом стоншення біля лінії заземлення.

Це проілюстровано на малюнку нижче. Оскільки щойно плаваючий лід швидше тече і стоншується, це може призвести до того, що більше льоду піднімається і пливе, відводячи лінію заземлення назад.

Крім того, ділянки льодовикового покриву, що загрожують MISI, мають зворотний, або "ретроградний" градієнт, що означає, що він заглиблюється далі углиб. Коли лінія заземлення відступає далі в більш товсті частини крижаного покриву, потік прискорюється, ще більше збільшуючи втрати льоду. Зворотний градієнт робить цей процес самозберігаючим як цикл позитивного зворотного зв’язку - саме це робить MISI нестабільністю.

Ілюстрація нестабільності морського льоду або MISI. Витончення підсилювального льодового шельфу призводить до прискорення потоку льодовикового покриву та стоншення крижового краю, що закінчується морським шляхом. Оскільки порода під крижаним покривом нахиляється до внутрішньої частини льодового покриву, витончення льоду викликає відступ лінії заземлення з подальшим збільшенням потоку льоду в напрямку до моря, подальшим стоншенням льодового краю та подальшим відступом лінії заземлення. Кредит: IPCC SROCC (2019) Рис. CB8.1a Ілюстрація нестабільності морського льоду або MISI. Витончення підсилювального льодового шельфу призводить до прискорення потоку льодовикового покриву та стоншення крижового краю, що закінчується морським шляхом. Оскільки порода під крижаним покривом нахиляється до внутрішньої частини льодового покриву, витончення льоду викликає відступ лінії заземлення з подальшим збільшенням потоку льоду в напрямку до моря, подальшим стоншенням льодового краю та подальшим відступом лінії заземлення. Кредит: IPCC SROCC (2019) Рис CB8.1a

Поки не ясно, чи був переріс поріг MISI де-небудь в Антарктиді. Ми знаємо, що лінії заземлення відступають уздовж узбережжя Амундсенського моря - найбільш ефектно на узбережжі Льодовик Твейт. А водієм для відступу виявляється відносно тепла вода в океані - приблизно на 2 ° тепліша за середньостатистичну - протікає до лінії заземлення і спричиняє сильніше, ніж звичайне плавлення.

Кліматична криза, що має типи, 2 22 1

Якщо нестабільність не почалася і якщо потепління океану припинилося, лінія заземлення повинна знайти нову точку балансування на новому місці. Але якщо воно почалося, то відступ триватиме незалежно від того, що буде далі.

Швидший потік

Навіть якщо поріг був перекреслений - або навіть якщо він буде перекреслений у майбутньому - відступ може триватись різними темпами, залежно від того, наскільки сильно ми «штовхали», коли він починався.

Ось як це працює. Нестабільність залежить від співвідношення сил всередині крижаного покриву. Сила, викликана гравітацією, змушує лід текти зі швидкістю, яка частково залежить від його товщини та її нахилу поверхні.

Більша швидкість плавлення на плавучій стороні та швидший потік по лінії заземлення скорочуватимуть поверхню льоду швидше, ніж менша швидкість. Більш швидке знесення створює більш крутий нахил поверхні і, таким чином, більш швидкий потік і швидше відступ.

A дослідження моделювання цього відгуку, опублікованого минулого року, виявило, що коли MISI починався з більшим натиском (більшим коефіцієнтом плавлення), він проходив швидше, ніж коли починався з меншим натиском, навіть після того, як було видалено додаткове плавлення.

Це означає, що навіть за умови використання MISI скорочення глобальних викидів та уповільнення потепління дадуть більше часу, щоб підготуватися до його наслідків.

Крижані скелі

Здається, що для морських крижинок є другим джерелом нестабільності - тим, що починає грати, якщо крижані полки повністю втрачені.

Одні з найбільш вражаючих зображень зміни льодовика - айсберг отелення - інакше кажучи, відриваючись - від сильно прорізаних фронтів морських закінчуються льодовиків.

Це отелення викликається таненням нижньої сторони льодового шельфу, а також "гідророзрив”- де тала вода, що утворюється на поверхні льодового шельфу, просочується в лід і викликає розтріскування - або їх поєднання.

Наскільки швидко відбувається отелення залежить від висоти обличчя крижаної скелі над ватерлінією - чим вище скеля стоїть над водою, тим більша швидкість отелення.

Як і у випадку з MISI, зменшується градієнт морського дна під ВАІС означає, що в міру того, як крижана скеля відступатиме в товстіший лід, вона буде продовжувати відкривати все більш високу скелю до океану і швидкість отелення повинна зростати.

Цей процес, проілюстрований нижче, називають "нестабільністю морської криги" (MICI). Теорія передбачає, що там, де висота обличчя льодовика перевищує близько 100 м над поверхнею океану, скеля буде занадто високою, щоб підтримувати власну вагу. Тому воно неминуче руйнується, оголивши за ним подібне високе обличчя, яке теж обвалиться. І так далі.

СРОКК МГЕЗК стверджує, що "льодовик Thwaites особливо важливий, оскільки він простягається до внутрішніх приміщень WAIS, де місцями ложе> 2000 м нижче рівня моря". (Хоча SROCC також зазначає, що, хоча MISI вимагає проведення ретроградного нахилу ліжка, MICI може траплятися навіть на плоскому або нахиленому до моря ліжку.)

Цей нещодавно визначений процес не так добре вивчений, як MISI, але це, безумовно, зміниться в наступні роки, оскільки вчені продовжують спостерігати швидко мінливі системи, такі як львівський льодовик.

Ілюстрація нестабільності морської криги Якщо обрив досить високий (щонайменше ~ 800 м загальної товщини льоду або близько 100 м льоду над водою), напруження на лицьовій частині скелі перевищують силу льоду, і скеля структурно не вдається при повторних подіях отелення. Кредит: IPCC SROCC (2019) Рис. CB8.1b Ілюстрація нестабільності морської криги Якщо обрив досить високий (щонайменше ~ 800 м загальної товщини льоду або близько 100 м льоду над водою), напруження на лицьовій частині скелі перевищують силу льоду, і скеля структурно не вдається при повторних подіях отелення. Кредит: IPCC SROCC (2019) Рис CB8.1b

A природа У дослідженні MICI в 2016 році було зроблено висновок, що Антарктида «має потенціал сприяти підвищенню рівня моря на 2100 і понад 15 метрів на 2500». Новітні дослідження зробив висновок, що це, ймовірно, є завищеним, але зазначається, що поки не ясно, яку роль могли б зіграти MICI у цьому столітті. Інше дослідження також висловив припущення, що швидкі втрати льоду через MICI можуть бути зменшені повільнішими втратами льодових полиць, які стримують льодовики.

Поріг закрити

В кінці минулого року, a велика команда модельєрів оцінили різні дослідження реакції крижаного покриву на Паризьку кліматичну ціль, щоб утримати глобальне середнє потепління «значно нижче» 2С.

Всі моделі вказують в одному напрямку. А саме, що поріг незворотних втрат льоду, як на льодовиковому покриві Гренландії, так і в ВАІС, знаходиться десь між середнім і помірним потеплінням від 1.5 до 2 градусів. І ми вже на трохи більше, ніж 1С прогрівання Прямо зараз.

Це вікно 1.5-2С є ключовим для "виживання льодових полиць Антарктики", пояснюється в оглядовому документі, і, таким чином, їхній "підсилюючий" вплив на льодовики, які вони стримують.

Глосарій: RCP2.6: RCP (Репрезентативні шляхи концентрації) - це сценарії майбутніх концентрацій парникових газів та інших викидів. RCP2.6 (також іноді його називають "RCP3-PD") - це сценарій "піку і спаду", де жорсткі пом'якшення.

Ще один поріг може лежати між 2С і 2.7С, додали автори. Досягнення цього рівня підвищення глобальної температури може призвести до «активації декількох більших систем, таких як дренажні басейни Росса і Рона-Філхнера, і початок значно більших внесків ЗЗР».

Росс і Ронн-Філхнер - це два найбільші крижані полиці в Антарктиді. Вони можуть бути значно скорочені «протягом 100–300 років», інше дослідження каже, у сценаріях, коли глобальні викиди перевищують RCP2.6 сценарій. Зазвичай цей шлях викидів вважається таким, що відповідає обмеженню потепління до 2С.

Ці висновки означають, що запобігання значним втратам на льоду в Антарктиці залежить від обмеження глобальних викидів до - або нижче - RCP2.6. Як підсумовується у статті: «Перехід цих порогових значень передбачає прихильність до великих змін крижаного покриву та ЗЗР, які можуть зайняти тисячі років, щоб бути повністю реалізованими та незворотними на більш тривалих часових межах».

про автора

Проф. Крістіна Гулбе, геофізик в Національній школі зйомок при Університеті Отаго в Новій Зеландії.

Ця стаття спочатку з'явилася на Вуглецевий короткий виклад

Суміжні книги

Зміна клімату: що потрібно знати усім

Джозеф Ромм
0190866101Найважливіший буквар щодо того, що буде визначальним питанням нашого часу, Зміна клімату: що потрібно знати усім® це чіткий огляд науки, конфліктів та наслідків нашої планети, що потеплішає. Від Джозефа Ромма, головного наукового радника National Geographic's Роки життя небезпечно серіал та один із "100 людей, які змінюють Америку" Rolling Stone " Зміна клімату пропонує корисні для користувача наукові суворі відповіді на найскладніші (і зазвичай політизовані) питання, що стосуються того, що кліматолог Лонні Томпсон вважав "очевидною та теперішньою небезпекою для цивілізації". Доступний на Amazon

Зміна клімату: Друге видання "Наука про глобальне потепління та наше енергетичне майбутнє"

Джейсон Смердон
0231172834Це друге видання Зміна клімату є доступним і всебічним посібником для науки, що стоїть за глобальним потеплінням. Вишукано проілюстровано, текст орієнтований на студентів на різних рівнях. Едмонд А. Матез та Джейсон Е. Смердон дають широке інформативне вступ до науки, яка лежить в основі нашого розуміння кліматичної системи та впливу людської діяльності на потепління нашої планети. Матес і Смердон описують ролі атмосфери та океану граємо в нашому кліматі, вводимо поняття радіаційного балансу та пояснюємо зміни клімату, що відбувалися в минулому. Вони також детально описують діяльність людини, яка впливає на клімат, такі як викиди парникових газів та аерозолів та вирубка лісів, а також наслідки природних явищ. Доступний на Amazon

Наука про зміну клімату: практичний курс

автор Блер Лі, Аліна Бахман
194747300XНаука про зміну клімату: практичний курс використовує текст та вісімнадцять практичних заходів пояснити та викладати науку про глобальне потепління та зміни клімату, про те, як люди несуть відповідальність та що можна зробити, щоб уповільнити чи зупинити темпи глобального потепління та зміни клімату. Ця книга є повним, вичерпним посібником з важливої ​​екологічної теми. Тематика цієї книги включає: як молекули передають енергію від сонця для нагрівання атмосфери, парникових газів, парникового ефекту, глобального потепління, промислової революції, реакції горіння, зворотного зв'язку, взаємозв'язку між погодою та кліматом, зміною клімату, раковини вуглецю, вимирання, слід вуглецю, переробка та альтернативна енергія. Доступний на Amazon

Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, і ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.