为什么南极冰架的收缩加速

为什么南极冰架的收缩正在加速

问问人们他们对南极的了解,他们通常会提到冷,冰雪。 事实上,南极洲的冰如此之多,如果全部融入海洋,整个世界的平均海平面将在200英尺附近升高,大约是一座20层建筑的高度。

这可能发生吗? 有证据表明,在过去的不同时期,南极的冰块比现在少得多。 例如,在一个延长的温暖时期称为 埃米族间冰期 在100,000年前,南极洲可能已经失去了足够的冰层,使海平面上升了几米。

科学家们认为当时全球平均气温只比今天温暖两华氏度。 假设我们继续燃烧化石燃料并向大气中添加温室气体,全球气温预计将上升至少两华氏度 2100。 这对南极冰盖有什么影响? 即使全球海平面上升一米,也就是只有冰盖的五十分之一,将导致沿海人口大量流失,需要大量投资来保护或重新安置城市,港口和其他沿海基础设施。

离开南极洲的冰通过冰架,这是冰盖的浮动边缘进入海洋。 我们预计,由于海洋变化引起的冰盖变化将首先由冰架感受到。 使用卫星数据,我们分析了南极冰架在近二十年来的变化。 我们的 “科学”杂志上发表的文章显示,不仅冰架数量减少,而且过去十年的损失加剧,从而为我们今后的气候将如何影响冰盖和海平面提供了见解。


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香槟瓶的黄柏

从南极冰盖变化的全球气温和冰损失之间的关系并不简单。 就其本身而言,空气温度对冰盖一个相当小的影响,因为大部分已经是远低于冰点。

事实证明,为了了解冰雪损失,我们需要了解风,降雪,海洋温度和海流,海冰以及冰盖下地质的变化。 我们还没有足够的信息来建立可靠的模型来预测冰盖对气候变化的响应。

我们知道,一个重要的南极冰层损失控制是冰盖与海洋接触的地方。 南极冰盖通过降雪获得冰。 冰原在自身的重力作用下形成冰川和冰川,缓慢地流向海洋。 一旦他们离开基岩,开始漂浮,他们成为冰架。 为了保持平衡,冰架必须从冰川流动和当地降雪中获得冰块。 大块断裂形成冰山,随着温暖的海水流经冰块,冰块也从海底融化。

飞行antarctica1显示引起卫星测量的体积变化的过程的南极冰架的示意图。 冰从大陆上流下来的冰川和降雪形成的冰块加在冰架上。 当冰山脱离冰面时,冰块就会消失,当一部分地区融化时,由于温水流入冰架下的海洋空腔。 在一些冰架下,冰冷融化的新鲜冰水融化到了冰架上。 加州大学圣地亚哥斯克里普斯海洋学研究所教授Helen Amanda Fricker作者提供

一个冰架在香槟瓶里有点像软木塞,减缓了从地面流入的冰川; 科学家称之为支撑效应。 最近的观察表明,当冰架变薄或坍塌时, 冰川流 从陆地到海洋加速,这有助于海平面上升。 因此,了解冰架改变尺寸的原因是一个重要的科学问题。

建立一个冰架地图

理解冰架的第一步是弄清楚过去多少和多快的变化。 在我们的 ,我们根据从18到1994的2012年份显示了南极周围所有冰架变化的详细地图。 数据来自三个欧洲航天局雷达高度计卫星收集的地面高度连续测量数据。 通过比较不同时间的冰架上同一点的表面高度,我们可以建立冰高度变化的记录。 然后,我们可以将其转换为使用冰密度和事实的厚度变化 冰架浮动.

此前对冰架厚度和体积变化的研究已经给出了单个冰架的平均值,或者近似于在短时间内以直线拟合的时间变化。 相比之下,我们的新研究在30年期间以三个月的时间步长呈现了高分辨率(大约30 km乘以18 km)的厚度变化图。 通过这个数据集,我们可以看到同一个冰架的不同部分之间以及不同年份之间的变薄速率如何变化。

飞行antarctica2这幅地图显示了南极冰架厚度和体积的十八年变化。 厚度变化率(米/十进制)从-25(变薄)到+ 10(变厚)进行颜色编码。 圆圈表示在18年中丢失(红色)或增加(蓝色)厚度的百分比。 中央圆圈划分未被卫星勘测的区域(81.5°S以南)。 原始数据被插值用于映射目的。 斯克里普斯海洋学研究所,加州大学圣地亚哥分校,作者提供

我们发现,如果最近的趋势继续下去,一些冰架在几个世纪内就会大大减薄,从而降低了它们支撑冰盖的能力。 其他冰架正在获得冰,从而可以减缓从地面冰的损失。

当我们总结南极周围的损失时,我们发现在我们的记录的第一个十年(1994-2003),所有冰架的体积变化几乎为零,但平均而言,300之间每年超过2003立方公里和2012。

不同地区的冰损速度加速模式不尽相同。 在记录的前半部分,南极西部地区的冰雪损失几乎与东南极地区的收益平衡。 在大约十五日之后,南极东部冰架体积趋于稳定,南极西部的损失略有增加。

如降雪,风速和海洋环流等气候因素的变化将导致不同的时间和空间冰架厚度变化模式。 我们可以将这些因素的“指纹”与我们新的,更清晰的地图进行比较,以确定南极洲周围不同地区可能不同的主要原因。

我们的18年数据集证明了对冰架的长期和连续观测的价值,表明较短的记录无法捕捉真实的变化。 我们希望我们的结果能够激发人们思考海洋和大气如何影响冰架以及通过它们来自南极洲的冰损失的新方法。

关于作者谈话s

劳伦斯(“劳里”)帕德曼是地球空间研究的副主席和资深科学家。 他获得博士学位 在1987悉尼大学的海洋学,然后在俄勒冈州立大学工作,直到在1997的ESR。 他的研究主要集中在极地海洋,海冰和冰架之间的相互作用,包括南极冰架的海洋变薄以及潮汐和湍流如何影响北极海冰。

Fernando Paolo是圣地亚哥加利福尼亚大学Scripps海洋学研究所的博士研究生.Helen Amanda Fricker是Scripps海洋学研究所Cecil H.和Ida M. Green地球物理学和行星物理研究所的地球物理学教授。加州大学圣地亚哥分校。 她的研究专注于南极和格陵兰岛的冰盖及其在气候系统中的作用。

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.


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