环境

海平面上升:的贡献'Antarctique revue à la hausse

南极洲可能比我们想象的更加不稳定。它的崩溃可能导致海平面上升幅度超过当前的预测。

肖恩·拜利

全球变暖的后果之一是海洋平均水平的上升。对于沿海地区的城市和地区,尤其是对于从海面浮出水面的珊瑚岛,估计上升速度和速度是至关重要的问题。温暖的水和融化的冰川,格陵兰冰盖和南极冰盖(由于北极冰已经在海中,其融化并没有直接有助于提高平均海平面) 。但是海平面的上升仍然难以估计。特别是南极洲提出了挑战,因为极地帽的动力学了解得很少。马萨诸塞州大学的Robert DeConto和宾夕法尼亚州立大学的David Pollard刚刚在这个方向上取得了重大进展:他们开发了一种模型,该模型考虑了壳脆化的各种机制。并且,通过将他们的模型与气候情景相关联,两位研究人员表明,到2100年,南极冰盖的融化可能有助于将海洋高度提高到近一米。由于海洋的热惯性,极帽可能需要几千年的时间才能恢复。

到2100年海平面将上升多少? 2013年IPCC报告中使用的预测值在26到82厘米之间。但是,这一估算包括南极洲仅有几厘米的贡献,这是一个保守的估算,因为它对冰盖的动力学缺乏很好的理解。但是,自2007年以来,卫星观测显示该冰盖正在大量流失冰块,尤其是在某些沿海地区,例如阿蒙森海地区。因此,南极洲的不稳定可能已经在起作用。因此,发起了一项大型的建模活动,以了解南极冰盖的动力学及其演化。

除了这些观察,一个地质论据还表明,南极洲的融化范围可能超出人们的想象。地质数据表明,在地球的历史过程中,海洋的高度变化很大。在大约三百万年前的上新世期间,海平面比今天高出10至30米。在最后一个冰期之间(在130,000到115,000年前),上升了6至9.3米。气候学家使用的模型使得计算格陵兰冰盖融化和此时水膨胀的部分成为可能。因此,在最后一个冰期期间,温度比工业化前时期高约2°C(因此比今天高出一个程度),格陵兰岛的冰上升了1.5到2米,膨胀了0.4米。大部分缺少的部分可能来自南极洲。

存在几种削弱外壳的机制。特别是,漂浮在海洋上的帽子部分起到了支撑物的机械作用,该支撑物将冰保留在南极大陆基岩上,从而阻止了冰流入海洋。但是,温暖的海流从下方融化了这座支柱,使大陆盖滑向海洋。格勒诺布尔冰川与环境地球物理学实验室的凯瑟琳·里兹(Catherine Ritz)和她的同事在2015年特别研究了这种效应。

罗伯特·德康托(Robert DeConto)和大卫·波拉德(David Pollard)采取了这种机制,并增加了另一种破坏冰盖稳定性的现象:大气变暖导致其在沿海地区融化。冰的裂缝和大块从帽上脱落并漂浮在海洋上(我们称之为产犊),这导致其迅速消失。尤其是在连续数个异常温和的夏季之后的2002年Larsen B平台坍塌期间,尤其观察到了这种现象。两位研究人员假设,沿海的悬崖易发生大雪崩。

他们首先对上新世和晚间冰期的地质案例进行了模型测试。有趣的是,上新世的大气中富含一氧化碳2 (400 ppm),而上一个冰期间的时间较差(290 ppm)。这使得可以评估模型的不同方面,因为上新世海冰融化的主要机制与大气变暖有关,而在间冰期,它们与海洋变暖有关。结果:该模型表明南极冰盖融化导致海平面上升,这与地质数据一致。

为了对2100年做出预测,Robert DeConto和David Pollard将他们的模型与IPCC定义的气候情景联系了起来。他们研究了三种情景(RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5),它们的不同之处在于人为来源的二氧化碳排放量,因此与平均温度升高(低于2°C,介于1之间, 1和2.6°C,以及2.6和4.8°C之间)。

好消息是,在温室气体排放量最有限的情况下,冰盖的融化本身将减少,只会对世界平均海平面的上升做出微不足道的贡献。矿石2100。否则,将重绘陆地表面地图:RCP4.5方案导致增加50厘米,RCP8.5方案导致增加近一米。格陵兰岛的融化和海洋的扩张必须附加的值,根据模型的不同,它们的总值在26至82厘米之间。

而且,当模拟持续5,000年时,效果会持续数千年。北极帽直到海洋变冷才恢复。但是,由于海洋的热惯性,该过程非常缓慢。因此,全球变暖的后果是长期的。

近几个月来,一些团队估计,到2100年,南极洲对海洋上升的贡献至少为30厘米。这项新研究证实了这些结果,并通过更完整的模型对其进行了强化。尽管如此,不确定性的余地仍然很大。悬崖坍塌的速度,尤其是仍有待量化。与冰盖动力学有关的某些现象尚未得到很好的理解。例如,在格陵兰岛,我们观察到冰川向海前进的速度有所放缓,这是暂时的吗?另一个例子是,南极冰盖在海中的迅速坍塌将产生水和冰的混合物,这些水和冰可以充当支撑物,并在一定程度上减慢冰盖的后退速度。尽管如此,Robert DeConto和David Pollard的模型的主要影响表明,南极冰盖对海洋上升的贡献可能比预期的更大和更快,其后果对有人居住的沿海地区将是重大的。一个不可忽视的问题!

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