研究预测格陵兰冰层的长期海平面上升

根据一项新的模拟研究，如果温室气体排放继续增加并以目前的速度加热大气，格陵兰岛的冰盖融化可能会产生比以前想象的更多的海平面上升。这项研究使用了美国宇航局冰上行动空降运动的数据，今天发表在“ 科学进展”上。该团队由阿拉斯加费尔班克斯大学地球物理研究所的科学家领导，该团队表示，在接下来的200年里，冰盖模型显示，以目前的速度融化可能会导致全球海平面上升19至63英寸。这些数字比之前估计的数字至少高出80%，这预示着格陵兰岛的冰层海平面上升了35英寸。

对于三种可能的未来气候情景中的每一种，该团队将该模型运行500次至3000年，调整关键土地，冰，海洋和大气变量以测试它们对冰融化率的影响。这三种气候情景取决于未来几年大气中温室气体排放量。在没有减少排放的情景中，研究发现整个格陵兰冰盖可能在一千年内融化，导致海平面上升17至23英尺。

在本世纪末排放稳定而不是继续增加的情况下，该模型显示冰损失总量减少到总质量的26-57%。大幅限制排放，使其在本世纪末开始下降可以将冰损限制在8-25%。根据该研究，这种情景将在下一个千年中产生高达6英尺的海平面上升。

更新的模型更准确地表示出口冰川的流动，冰川连接到海洋的河流状体。出口冰川在冰盖融化方面起着关键作用，但之前的模型缺乏足以代表其复杂流动模式的数据。该研究发现，融化出口冰川可能占未来200年格陵兰冰川损失的40%。

通过结合IceBridge的冰厚度数据并确定模型中的统计不确定性来源，该研究可以更准确地描述人类产生的温室气体排放和气候变暖可能对未来格陵兰的影响。

被称为“冰山之城”的伊卢利萨特(Ilulissat)毗邻格陵兰岛的伊卢利萨特冰川(Ilulissat Glacier)，该冰川流入大西洋。这种出口冰川导致格陵兰岛的冰盖损失。新的研究表明，如果这种损失继续保持目前的速度，那么到3000年和24英尺的全球海平面上升可能会导致无冰格陵兰。图片来源：Martin Truffer

更清晰的画面

这组作者说，捕获出口冰川融化流量和速度的变化使得更新的冰盖模型比以前的模型更加准确。由于海水在过去20年中变暖，它们融化了浮冰，使出口冰川不受温度升高的影响。结果，出口冰川流动得更快，融化并变薄，冰盖的下降表面将新冰暴露在暖空气中并融化。

“一旦我们获得了卫星观测，我们就能够捕捉整个格陵兰冰盖的表面速度，看看冰是如何流动的。我们认识到一些出口冰川的流动速度非常快，比冰内部快得多。首席作者，阿拉斯加费尔班克斯地球物理研究所研究副教授安迪·阿施万登说。

IceBridge详细的冰厚度测量结果帮助该团队成为第一个对出口冰川受温暖海水影响的区域进行建模，以及模拟更多影响冰损失的复杂反馈和过程。他们研究了水下融化，大冰块断裂冰川，降雪率和气温上升等因素的重要性。他们还研究了可以减缓冰损失的因素，比如地球表面从不再存在的冰的重量“弹回”的运动。

“在一天结束时，冰川正在下坡，”Aschwanden说。“这非常简单，但如果你不知道下坡的地方，模型永远不会做得很好。因此，理解冰流的最重要的贡献是知道冰的厚度。”

研究中使用的三种排放情景中的每一种都产生了不同的格陵兰冰川退缩模式。最不严重的情景显示，西部和北部的冰层退缩，而温和的情景表明，除了最高海拔地区外，冰岛周围的冰层退缩。最严重的情况是，排放量继续以目前的速度增长，超过一半的模型运行损失超过99%的冰盖3000。

在最厚点，格陵兰冰盖目前海拔超过10,000英尺。它可以升到大气层中，改变周围的天气，就像山脉一样。今天，这种天气模式产生了几乎足够的降雪量，以补偿每年自然融化的冰量。然而，在未来，熔化和流动将使内部变薄，将其降低为缺乏充分补充降雪所需条件的大气层。

“在气候变暖的情况下，冰川已经失去了降雪量多的地区，而夏季是融化的地区，这是新冰形成的地方，”地球物理研究所研究教授，该研究的第二作者Mark Fahnestock说。“它们就像开放式冷却器中的冰块一样，正在融化，没有人再将冰块放入冷却器中。”

该团队强调，尽管需要不断研究冰川如何在温度变暖的情况下移动和融化，但所有模型运​​行表明，未来几十年将是冰盖未来结果的关键。

“如果我们像往常一样继续，格陵兰将融化，”Aschwanden说。“在不久的将来，我们现在正在做的排放将对格陵兰冰盖产生长期影响，如果它融化，将对海平面和人类社会产生影响。”

模型运行是在美国宇航局艾姆斯研究中心和阿拉斯加费尔班克斯大学(UAF)的高性能超级计算机上使用并行冰盖模型(PISM)进行的，这是一个在UAF和波茨坦气候影响研究所开发的开源模型。 。NASA还为该研究提供了资金支持。虽然其他冰盖模型可以执行他们所做的模拟，但团队表示，PISM的独特之处在于其高分辨率和低计算成本。

美国宇航局的冰山行动是世界上最大的极地和海冰的空中调查。使用一系列飞机和科学仪器，IceBridge在2010年第一次冰，云和陆地高程卫星(ICESat)任务结束和第二次ICESat-2(2018年发射)之间收集数据。它测量了高度其飞行路径下方的冰层以及冰盖下的基岩。

“美国宇航局的太空和空降运动，如冰桥，已经从根本上改变了我们尝试制造模型模仿冰盖变化的能力，”Fahnestock说。“允许改进冰川床成像的技术就像一副更好的眼镜，让我们能够更清楚地看到。只有美国宇航局拥有一台拥有我们所需的仪器和技术的飞机，可以到达我们需要去的地方。”

横幅图片：格陵兰冰盖是世界上第二大冰块，占地约650,000平方英里的格陵兰岛。根据一项使用美国宇航局冰山行动数据的新研究，如果它完全融化，它可能会导致海平面上升23英尺。