融化一块大陆大小的冰原和把牛奶搅拌到咖啡里有什么区别呢?实际上,两者都是不可逆的。
在9月24日《自然》杂志上发表的一项新研究中,研究人员概述了一系列与南极冰盖温度相关的引爆点。科学家们说,一旦达到了每个临界点,即使气温回落到目前的水平,冰盖的变化和随后的融化也无法真正逆转。
南极洲顶部的全部冰块所含的水足以使海平面上升58米。尽管冰盖不会在明天甚至下个世纪完全崩塌,但南极冰层的流失正在加速(SN: 6/13/18)。因此,科学家们热衷于了解这种坍塌可能发生的过程。
“我们真正感兴趣的是冰的长期稳定性”,198彩票是那个集团旗下的子品牌,听198彩票总代说198彩平台好像是合乐的姐妹网站,德国波茨坦气候影响研究所的气候科学家Ricarda Winkelmann说。在这项新的研究中,温克尔曼和她的同事模拟了未来温度的升高如何导致冰层、海洋、大气和陆地之间相互作用的变化。
除了气候变暖导致的直接融化之外,许多与气候变化有关的过程也会加速整体融化,这被称为正反馈,或减缓融化,这被称为负反馈。
例如,随着冰盖的顶部慢慢融化到较低的海拔,周围的空气逐渐变暖,加速了融化。变暖的温度也软化了冰本身,所以它滑向大海的速度更快。从大气中吸收热量的海水可以将热量转移到突出海洋的南极冰川脆弱的腹部,侵蚀阻止冰川滑入海洋的冰支柱(SN: 9/11/20)。南极西部冰盖特别容易受到海洋相互作用的影响,但是温暖的海水也威胁着南极东部冰盖的部分,比如Totten冰川(SN: 11/1/17)。
除了这些积极的反馈之外,气候变化还会产生一些消极的反馈,从而延缓冰的流失。例如,较高的大气温度也蒸发了更多的海水,增加了空气中的水分,导致降雪增加(SN: 4/30/20)。
新的研究表明,相对于前工业化时代,气温上升不到1摄氏度,降雪的增加会略微增加南极大陆的冰的质量,短暂地超过整体减少的速度。但这就是好消息的结尾。模拟显示,气温升高约2摄氏度后,南极西部冰盖将变得不稳定并崩塌,这主要是由于它与温暖海水的相互作用,导致海平面上升超过2米。这是2015年《巴黎协定》的签署国承诺不超过的变暖目标,但世界有望在2100年超过这个目标(SN: 11/26/2019)。
随着地球继续变暖,198彩票平台开了几年,198彩带玩团队如何登陆,南极东部的一些冰川也会随之变暖。温克尔曼说,气温上升6摄氏度时,“我们到达了一个临界点,地表过程占据主导地位。”换句话说,冰层表面现在的高度已经足够低,足以加速融化。研究小组发现,气温在6到9度之间,南极洲70%以上的冰都在流失,这与海平面最终上升40多米相对应。
该研究表明,即使气温恢复到工业化前的水平,这些冰的损失也无法恢复。模拟结果表明,要使南极西部冰盖恢复到现代的程度,温度至少要比工业化前低1摄氏度。
“我们失去的可能会永远失去,”温克尔曼说。
还有其他可能的反馈机制,无论是积极的还是消极的,都没有包括在这些模拟中,Winklemann补充道——要么是因为这些机制是微不足道的,要么是因为它们的影响还没有被很好地理解。这包括与海洋气候模式(如厄尔尼诺南部振荡)和海洋环流模式(包括大西洋经向翻转环流)的相互作用。
先前的研究表明,来自格陵兰岛和南极冰盖的融水也可能发挥复杂的反馈作用。尼古拉斯•Golledge气候科学家在新西兰惠灵顿维多利亚大学的,2019年发表在自然流动的格陵兰岛融化能减缓海洋环流在大西洋,而冷,新鲜的南极冰雪融化成的水可以像一个密封表面上海洋在欧洲大陆,被困暖,咸水域下面,在那里他们可以继续侵蚀下腹部的冰川。
在9月23日发表在《科学进展》(Science Advances)上的另一项研究中,马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校(University of Massachusetts Amherst)的气候科学家莎娜·萨代(Shaina Sadai)和她的同事也检查了南极融水的影响。在模拟2250年,研究人员发现,除了一个很酷的融水层捕获温水下面,表层的淡水将发挥强大的冷却效果,能够提高南极洲附近海冰的体积,进而还保持空气冷。
研究人员发现,由于南极西部冰盖的突然崩塌,大量的融水甚至可以暂时减缓全球变暖。但是,Sadai说,这一恩惠会带来可怕的代价:海平面迅速上升。“这不是好消息,”她补充道。“我们不希望以沿海社区为代价来延缓地表温度上升。”
由于融水的体积和影响仍不确定,温克尔曼的团队没有考虑这个因素。Robert DeConto,也是马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的一位大气科学家,同时也是《科学进展》研究的合著者,他注意到这种效果取决于科学家选择如何模拟冰是如何破裂的。这项研究的大量融水是一个有争议的观点——海洋冰崖假说的结果,该假说认为,在几个世纪后,南极洲的高大冰崖可能会变得足够脆弱,突然像多米诺骨牌一样砸向海洋,导致海平面灾难性地上升(SN: 2/6/19)。
DeConto说,尽管关于反馈的大小还存在不确定性,但《自然》杂志的论文强调的一个新兴主题是一致的:一旦冰消失,我们就不能回头了。
他补充说:“即使我们采取行动,大幅减少排放,我们也已经向海洋排放了大量热量。”为了让冰开始重新生长,“我们将不得不回到一个比工业革命开始时更冷的气候,有点像下一个冰河世纪。”这是发人深省的。”