Содержание
Обнародована новая информация о последствиях ускоренного таяния ледников Восточной Антарктиды
Шельфовые ледники защищают Антарктиду от таяния, изолируя их от теплой морской воды. Шельфовый ледник Конгера находится в Восточной Антарктиде. Его исследованием ученые занимаются с 1970-х годов ХХ века. За это время ледник распался на айсберги, а его протяженность значительно сократилась в результате рекордного подъема температуры в этом регионе.
Восточная Антарктида – одно из самых холодных и сухих мест на Земле. Тем удивительнее событие, произошедшее 15 марта 2022 года – в этот день ледник Конгера рухнул в океан, став первым масштабным обвалом шельфового льда в Восточной Антарктиде за всю историю человечества.
Образование шельфовых ледников происходит, когда лед попадает в море и океан и отправляется в увлекательное путешествие, дрейфуя по поверхности воды. Подобные изменения повышают уровень моря и расчищают дорогу для других ледников. Когда много ледников попадает в море и океан, ситуация становится опасной.
Таяние ледяного покрова можно остановить, если выбросы будут в достаточной степени сокращены, а характер ветра в регионе стабилизируется.
«Подобная потеря ледяного покрова неизбежно приведет к повышению уровня моря уже в ближайшие десятилетия», – объясняют специалисты.
По мнению исследователей, изменения в размерах и глубине озер вокруг Восточно-Антарктического ледяного покрова могут быть признаком разрушения несколько шельфовых ледников. И хотя ученые не ожидают серьезных последствий в результате обрушения Конгера, таяние льда в этом исторически стабильном регионе может оказаться «превью» грядущих событий.
Увидеть изменения, происходящее с планетой, можно с помощью спутниковых снимков. Так, сокращение ледяного покрова видно из космоса, а статус Восточной Антарктиды как самого холодного региона планеты уже под вопросом. Температурные аномалии в марте этого года добрались до Восточной Антарктиды.
Когда это произошло, теплый воздух пронесся по континенту, а температура на исследовательской станции «Конкордия» поднялась с обычных минус 55 градусов Цельсия до рекордно высокого уровня – минус 11,5°C.
Фотографии, сделанные космическим аппаратом Sentinel-2, рисуют печальную картину. Sentinel-2 — это семейство спутников дистанционного зондирования Земли Европейского космического агентства (ESA)
Согласно данным имеющимся данным, в результате обрушение шельфового ледника Конгера образовалось несколько айсбергов.
Предыдущий максимум, зарегистрированный на станции в середине декабря 2021 года, составил -13,7°C. Вместе с потеплением выпало необычное количество снега, что побудило ученых изучить спутниковые фотографии, на которых видно свежий снег покрывающий древние антарктические льды.
Спутниковые фотографии, как и предполагали исследователи, согласуются с воздействием осадков на ледники – жидкая вода будет проникать в существующие трещины во льду, а затем начнет замерзать.
У нас скопилось 10 см снега. Это больше, чем обычно выпадает за год. Это больше напоминает французские Альпы, чем Антарктиду, – рассказал журналистам один из сотрудников исследовательской станции.
Ученые также указывают на основную причину беспрецедентного таяния ледников и изменения осадков – глобальное потепление. Когда атмосфера становится теплее, она может удерживать больше влаги, что приводит к сильнейшим снегопадам. Так, немецкая исследовательская станция «Конен» сообщила о 20-процентном увеличении количества снегопадов за последние 20 лет.
Температура океана вокруг Западно-антарктического ледяного покрова, вероятно, продолжит расти.
Хотя снегопады вносят определенный вклад в состояние ледяного покрова, в академических кругах полагают, что в будущем Антарктида продолжит терять массу, поскольку более теплые океаны и воздух способствуют истончению шельфовых ледников. Но даже если ученым только предстоит доказать связь между изменением климата и обрушением ледника, представить, что происходящее взаимосвязано, совсем не сложно.
Не пропустите: В Антарктиде разрушаются ледники: как быстро поднимется уровень воды
Планета становится теплее
Итак, 15 марта 2022 года большое количество тепла и влаги из более низких широт послужило причиной небольшого дождя и таяния льдов на антарктическом побережье.
Эти изменения приводят к вопросу о том, могут ли осадки компенсировать хотя бы небольшой процент льда, потерянного в океанах вокруг Антарктиды.
Ответ вряд ли можно назвать позитивным – даже аномальное количество снега не сможет компенсировать потери. Более того, все шельфовые ледники, которые освобождаются от континентального льда, оказывают прямое влияние на уровень океана. Это в свою очередь означает, что вода нагревается, но изменить ситуацию прямо сейчас не представляется возможным.
Земля стремительно теряет ледовой покров
Наконец, если обратить внимание на данные за март текущего года, температура во всем мире выросла примерно на 0,39°C, поставив очередной рекорд. Так что март 2022 мы запомним как самый теплый месяц за всю историю наблюдений. Или нет?
Еще больше статей о том, как меняется планета, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте
Если в вашем городе весна была холодной, не обольщайтесь. Средняя температура в Европе опустилась на 0,43°C, а это меньше чем в среднем за 1991-2020 годы.
Таким образом март стал третьим самым холодным месяцем за последние 10 лет. Исследователи также полагают, что подобные изменения ледяного покрова – признак того, что некоторые шельфовые ледники находятся на грани исчезновения.
Мир под угрозой
Человечество стоит на пороге климатической катастрофы, что подтверждает последний отчет Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата (МГЭИК). Специалисты отмечают, что даже если все меры по сокращению выбросов парниковых газов будут приняты и полностью реализованы, в этом столетии мир все равно прогреется на 3,2°C.
Решающее значение имеют последние несколько лет, при этом проблемы будут нарастать с каждым годом. Так, мир неизбежно столкнется с новыми болезнями, так как изменение климатических условий облегчит распространение переносимой комарами лихорадки денге. В обозримом будущем болезней станет только больше, а выбросы парниковых газов продолжают расти.
Исследовательские станции столкнулись с аномально теплой погодой
Если приложенные усилия не смогут ограничить потепление на 1,5°C выше доиндустриального уровня, количество катастроф и их последствий могут превратить в ад жизни миллионов человек.
Не пропустите: Какие катастрофы 2021 года показали реальность глобального потепления
Ученых также беспокоит, что выбросы в атмосферу выбросы распределены неравномерно — самые богатые страны несут ответственность за непропорционально большее количество выбросов, чем развивающиеся страны. И это несмотря на то, что развивающиеся страны сталкиваются с более серьезными климатическими последствиями.
Планета стремительно теряет ледяной покров
Словом, следующие несколько лет имеют решающее значение – если выбросы не будут сокращены к 2030 году, ограничить грядущее потепление в этом столетии мы не сможем. К счастью, если действовать прямо сейчас, то таяние ледников, например, остановить можно. В противном случае шансов у нашей цивилизации мало. О том, как целые империи пропадали с лица Земли можно прочитать здесь.
Льды Антарктиды тают все быстрее. Почему?
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
Антарктические льды тают всё быстрее
За последние четверть века Антарктида потеряла почти 3 трлн тонн льда. К таким неутешительным выводам пришла группа 84 ученых из Великобритании и США.
Последние данные проекта IMBIE (The ice sheet mass balance inter-comparison exercise), опубликованные на этой неделе в журнале Nature, показали, что льды Антарктиды тают с ускорением.
Проанализировав изменение ледяного покрова материка, ученые обнаружили, что с 1992 года таяние льдов способствовало поднятию уровня мирового океана на 7,6 мм. Причем, из них 3 мм — только за последние 5 лет.
Один из руководителей исследования, профессор Эндрю Шеперд из Университета Лидса (Великобритания) считает, что это должно стать тревожным звонком для международных лидеров, потому что именно им «мы доверяем защиту наших прибрежных поселений».
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
Море Росса — крупнейший ледовый шельф Антарктиды, где 90% плавающего льда скрыто под поверхностью моря
«Мы давно ждали, что климатические изменения на Земле повлияют и на полярные льды.
Благодаря спутниковому наблюдению, которым нас обеспечили космические агентства, мы можем отслеживать таяние льдов и контролировать их глобальный вклад в уровень мирового океана», — объяснил Шеперд.
Ледниковый щит Антарктиды имеет гигантские размеры. Белый континент накрыт слоем льда толщиной до четырех километров.
Подпись к фото,
Ледник в Грэм-Лэнд на Антарктическом полуострове сползает в море с ускорением
Он считается «холодильником» планеты и содержит до 90% запасов пресной воды на ее поверхности.
Под грузом этой массы льда земная поверхность прогнулась и в некоторых местах находится ниже уровня моря.
Поведение ледникового покрова в Антарктиде остается неясным и противоречивым. Ученые до сих пор спорят о том, сокращается или растет его масса.
Это происходит потому, что ледники ведут себя по-разному в зависимости от того, вступают ли они в контакт с морским дном.
Но последние данные указывают, что Антарктида теряет в год около 200 млрд тонн льда.
Совокупные данные по 24 параметрам указывают, что темпы сокращения массы льда в Антарктиде утроились с 2012 года.
Если до 2012 года ежегодно таяло 76 млрд тонн льдов Антарктиды, то в последние годы этот показатель увеличился до 219 млрд тонн.
Таким образом, из-за таяния льда уровень мирового океана растет на 0,6 мм в год. Это значительная доля от общего прироста уровня воды — он составляет 3 мм в год.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
Многие страны расположили на континенте научно-исследовательские станции
Антарктида — континент мирного сотрудничества.
В 1959 году 12 стран подписали в Вашингтоне Договор об Антарктиде, который предусматривает использование континента исключительно в мирных и научных целях.
Над вышеупомянутом проектом IMBIE (он был запущен в 2011 году) работает международная команда ученых. Поддержку ему оказывают среди прочих Европейское космическое агентство и НАСА.
На континенте отсутствует постоянное население, там никогда не было вооруженных конфликтов.
***
Ледниковая твердыня Восточной Антарктиды тает, когда море становится теплее | Antarctica
Ученые обнаружили, что группа ледников, покрывающих восьмую часть побережья Восточной Антарктиды, тает из-за потепления морей.
В этом антарктическом регионе хранится огромное количество льда, потеря которого в долгосрочной перспективе поднимет глобальный уровень моря на десятки метров и затопит прибрежные поселения по всему миру.
Температура замерзания означала, что регион Восточной Антарктиды до недавнего времени считался в основном стабильным, но исследования показывают, что этот район страдает от изменения климата.
Известно, что обширный ледник Тоттен отступает, но новый анализ показывает, что близлежащие ледники в районе Восточной Антарктиды также теряют лед.
К востоку от Тоттена, в заливе Винсеннес, высота ледников упала в общей сложности примерно на три метра с 2008 года, до этого потерь не было.
К западу от Тоттена, на Земле Уилкса, скорость снижения высоты удвоилась с 2009 года, при этом на сегодняшний день ледники потеряли высоту примерно на два с половиной метра.
Данные взяты из подробных карт скорости и высоты движения льда, созданных НАСА на основе спутниковой информации.
Ледник Антарктиды
Алекс Гарднер, гляциолог из лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, сказал: «Изменение не кажется случайным, оно выглядит систематическим. Это намекает на основное влияние океана, которое было невероятно сильным в Западной Антарктиде. Теперь мы можем обнаружить четкие связи океана, который начинает влиять на Восточную Антарктиду».
Лед в Западной Антарктиде уже серьезно отступает, и ученые сообщают о трехкратном ускорении в последние годы, что означает, что он исчезает быстрее, чем когда-либо прежде.
В апреле исследователи обнаружили, что скрытое таяние под поверхностью океана также усиливается, в результате чего Антарктида может обогнать Гренландию и стать крупнейшим источником повышения уровня моря.
Без значительного сокращения выбросов углерода таяние будет продолжаться тысячи лет.
Кэтрин Уокер из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде использовала измерения температуры океана от тюленей, которые были помечены датчиками, а также компьютерное моделирование, чтобы показать, что тепло, поступающее к ледникам на Земле Уилкса и заливе Винсенс, повысился. Считается, что изменения ветров и протяженности морского льда изменили течения.
Восточная Антарктида чрезвычайно удалена и сравнительно мало изучена. Что произойдет с ледниками, будет зависеть от того, насколько они подвержены воздействию более теплой воды, а это зависит от формы суши под ними и морского дна перед ними.
«Этим ледникам необходимо уделить повышенное внимание», — сказал Гарднер. «Нам нужно лучше нанести на карту топографию и батиметрию. Только тогда мы сможем более точно определить, войдут ли эти ледники в фазу быстрого отступления или стабилизации».
Открытие может означать гораздо более высокий подъем уровня моря, чем ожидалось, сказал Крис Фогвилл, профессор Килского университета в Англии, не участвовавший в исследованиях НАСА.
«Это открытие имеет очень серьезные последствия для изменения климата и особенно повышения уровня моря. Это может означать, что наши прогнозы уровня моря могут быть на порядок выше, чем мы ожидаем».
Неопределенное будущее тающих льдов Антарктиды
Одним из наиболее заметных последствий антропогенного глобального потепления является повышение уровня моря во всем мире: с 1880 года средний глобальный уровень моря (GMSL) увеличился на 20 сантиметров. Нет простого способа остановить или обратить вспять это изменение. Земной океан и ледяные щиты медленно реагируют на изменения тепла, которое они получают из атмосферы, и они удерживают тепло от десятилетий до столетий. В результате уровень моря во всем мире будет продолжать повышаться и после 21 века, даже если потепление планеты стабилизируется ниже целевого показателя, установленного Парижским соглашением по климату в 2015 году, на 2°C выше среднего доиндустриального уровня.
В недавнем Шестом оценочном отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) (AR6) и в пересмотренном выпуске World Population Prospects за 2019 год говорится, что весьма вероятно, что вызванное изменением климата повышение уровня моря затронет большую часть побережья мира в ближайшие десятилетия.
По оценкам, 800 миллионов человек, вероятно, пострадают от наводнений, вызванных приливами, к концу 21 века, даже если цель Парижского соглашения по климату будет достигнута.
Во многих прибрежных районах даже небольшое повышение исходного уровня моря может существенно увеличить частоту и масштабы наводнений во время приливов, штормовых нагонов и экстремальных погодных условий. По оценкам Организации Объединенных Наций, потенциальная стоимость ущерба, нанесенного только гаваням и портам в результате этого наводнения, может составить 111,6 млрд долларов к 2050 году и 367,2 млрд долларов к концу века.
Таяние антарктического ледяного щита является крупнейшим и наиболее неопределенным потенциальным фактором повышения уровня моря в будущем.
Более того, если политика, направленная на сокращение выбросов парниковых газов и потепление атмосферы в этом столетии, потерпит неудачу, подъем уровня моря ускорится, что резко изменит наши береговые линии на века вперед.
Повышение уровня моря приведет к отступлению береговой линии, а затопление прибрежных районов ухудшит воздействие на сообщества, инфраструктуру, природные ресурсы и биоразнообразие на всех береговых линиях мира. Уже неизбежно, что многие общины будут перемещены, а в некоторых случаях вынуждены мигрировать в качестве климатических беженцев.
Количественная оценка темпов роста GMSL, а также величины долгосрочного роста (на несколько столетий вперед), к которому мы стремимся, крайне важны для эффективного планирования адаптации и оценки путей и политики смягчения последствий. Определение этих величин требует от научного сообщества целенаправленных усилий по выявлению и пониманию ключевых определяющих скорость процессов, влияющих на таяние Антарктического ледяного щита (АИС) — крупнейшего и наиболее неопределенного потенциального фактора будущего повышения уровня моря.
Многие из этих процессов вызывают динамическую нестабильность и предполагают нелинейное и потенциально необратимое поведение.
Таким образом, установление их относительной роли в будущей динамике ледяного щита не только улучшит прогнозы уровня моря, но и может определить пороговый уровень атмосферного углекислого газа, который, однажды превысив его, может вызвать неудержимую потерю массы на протяжении нескольких поколений из-за АИС и приверженность глобальному повышению уровня моря.
В феврале 2021 г. была запущена международная, междисциплинарная и межорганизационная программа Научного комитета по антарктическим исследованиям (СКАР) «Нестабильности и пороги в Антарктике» (МГНОВЕННАЯ) с конкретной целью уменьшения этих неопределенностей и заполнения пробелов в наших знаниях. АИС.
Исчезающие шельфовые ледники
Около трети АИС базируется на море, опираясь на коренные породы ниже уровня моря, и большая часть границы ледяного щита заканчивается в океане, что делает его восприимчивым к динамическим нестабильностям, которые могут вызвать быстрое исчезновение льда [ Паттин и Морлихем , 2020].
Во многих местах вокруг края ледяного щита лед, текущий в сторону моря, образует плавучие шельфовые ледники. Шельфовые ледники, соприкасающиеся с батиметрическими поднятиями на морском дне или заключенные в заливах, создают подпорки, препятствующие движению льда вверх по течению. Таким образом, разрушение шельфовых ледников будет играть ключевую роль в темпах потери массы льда в будущем. Спутниковые наблюдения показывают, что большинство антарктических шельфовых ледников в настоящее время истончаются, в первую очередь из-за контакта с теплыми подповерхностными океанскими водами [9].0059 Адусумилли и др. , 2020].
Получайте самые захватывающие научные новости недели на свой почтовый ящик каждую пятницу.
Зарегистрируйтесь сейчас
Край шельфового ледника Ронне плавает в море Уэдделла у берегов Антарктиды. Распад шельфовых ледников, которые служат опорой, препятствующей движению льда вверх по течению, сыграет ключевую роль в темпах потери ледяной массы Антарктиды в будущем.
Авторы и права: Рикарда Винкельманн (распространено через imaggeo.egu.eu), CC BY-NC-ND 3.0
В будущем шельфовые ледники также могут стать уязвимыми для атмосферного потепления и скопления поверхностных талых вод, которые могут углубить трещины и привести к внезапный разрыв в результате гидроразрыва пласта. Если линия заземления (граница между лежащим на мели и плавающим льдом) расположена на коренной породе с уклоном вниз к внутренней части ледяного щита, первоначальное отступление, вызванное истончением шельфовых ледников, может привести к самоподдерживающемуся и потенциально неостановимому процессу отступления, известному как морской лед. листовая нестабильность (MISI).
В качестве альтернативы, исчезновение шельфовых ледников может привести к образованию высоких неустойчивых ледяных скал на линии заземления. Откалывание от этих ледяных скал может затем вызвать быстрое отступление ледяных щитов в результате процесса, называемого нестабильностью морских ледяных скал (MICI).
Не исключено, что оба типа неустойчивости могут привести к частичному коллапсу морских секторов АИС в течение нескольких столетий [ DeConto et al. , 2021].
Неопределенные результаты сложных процессов
Сложные взаимодействия между льдом, океаном, атмосферой и твердыми земными процессами включают обратные связи, которые усиливают или уменьшают скорость глобального повышения среднего уровня моря.
В дополнение к эффектам нестабильности морского ледяного щита и ледяных скал на скорость потери массы АИС и подъема GMSL будут влиять сложные взаимодействия между льдом, океаном, атмосферой и твердыми земными процессами. Эти взаимодействия включают как положительные, так и отрицательные обратные связи, которые соответственно усиливают и снижают скорость роста GMSL. Например, пресная вода, высвобождаемая по мере того, как ледяные щиты истончаются и отступают, уменьшает образование соленой плотной придонной воды Антарктики. Сокращение придонной воды Антарктики ослабляет глобальную термохалинную циркуляцию, которая обусловлена различиями в температуре и солености воды, что приводит к локальному и межполушарному охлаждению атмосферы [9].
0059 Голледж и др. , 2019]. Эти сокращения могут в конечном итоге снизить темпы глобального потепления и, таким образом, замедлить повышение уровня моря [ Golledge et al. , 2019; ДеКонто и др. , 2021].
Однако пресная вода, выделяющаяся из ледяных щитов, расслаивает поверхность океана и впоследствии увеличивает образование морского льда, что препятствует открытию свободных от морского льда областей, называемых полыньями [например, Golledge et al. , 2019], что ограничивает газообмен и теплообмен между атмосферой и океаном. Эта последовательность обратных связей может концентрировать теплую морскую воду в полостях вблизи зон заземления под шельфовыми ледниками, увеличивая темпы потери льда [9].0059 Сильвано и др. , 2018]
Важнейшие шаги по уменьшению неопределенности в отношении роли этих процессов и в прогнозах потери антарктического льда включают выяснение роли динамики океана путем реконструкции условий глубокого и близкого к прошлому, путем наблюдения за текущими условиями и путем соединение численных моделей циркуляции океана с моделями ледяных щитов.
Эти шаги были одними из наиболее неотложных исследовательских приоритетов, вытекающих из Пятого оценочного доклада МГЭИК (ДО5), опубликованного в 2013 г., в котором прогнозировалось, что «вероятный» диапазон будущих сценариев выбросов углерода, предусмотренных в то время, приведет к 28–9К 2100 году GMSL поднимется на 8 сантиметров.
Различные численные модели показывают широкий спектр прогнозов будущего вклада Антарктики в повышение GMSL.
Однако оценки AR5 были ограничены отсутствием научного понимания ключевых процессов, влияющих на динамическую потерю АИС. С тех пор включение нестабильностей, таких как MICI и MISI, в численные модели ледяных щитов привело к маловероятному сценарию повышения уровня моря в будущем с большими последствиями, включенному в недавно выпущенный ДО6 МГЭИК, в котором GMSL повышается до 2 метров. к 2100 г. «нельзя исключать» (рис. 1).
В целом последнее поколение численных моделей ледяного щита показывает, что ускорение потери массы, наблюдаемое спутниками за последние 10 лет, будет продолжаться [ IMBIE team , 2018], хотя разные модели показывают широкий диапазон проекций для Антарктиды.
будущий вклад в GMSL возрастет, потому что они по-разному трактуют физику потенциально важных процессов [например, Edwards et al. , 2021] (рис. 1).
Если глобальные выбросы углерода будут следовать Общему социально-экономическому пути (SSP) 5–8,5 с высоким уровнем выбросов, что означает, что к 2100 году уровень углекислого газа в атмосфере превысит 1000 частей на миллион (рис. 1), таяние антарктического льда внесет вклад в 14–32 сантиметра (13-е место). –87-й процентиль) до общего повышения GMSL на 62–101 сантиметр (по сравнению с 19-м процентилем).95–2014 (базовый уровень) за тот же период, согласно статистической оценке прогнозов численной модели [например, Edwards et al. , 2021].
Рис. 1. Эволюция концентрации атмосферного диоксида углерода (CO 2 ) (частей на миллион, ppm), наблюдаемая в обсерватории Мауна-Лоа на Гавайях с 1960 по 2020 год (сглаженная черная кривая), показана (вверху), вдоль с прогнозируемыми концентрациями CO 2 (волнистые серые кривые) для различных общих социально-экономических путей (SSP) до 2100 года.
Годы проведения ключевых конференций сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата (COP) показаны вместе с годами публикации оценочного доклада МГЭИК . Наблюдаемое (коричневое) глобальное изменение среднего уровня моря (GMSL) с 1950 по 2020 г. [ Frederikse et al., 2020] показаны (внизу) относительно исходного уровня 1994–2015 гг., наряду с прогнозируемыми изменениями для SSP 1–2,6 (синий) и SSP 5–8,5 (оранжевый) и 83-го процентиля. для SSP с низкой достоверностью 5–8,5 (пунктирная красная линия) из ДО6 МГЭИК. Указанные погрешности соответствуют 17-му и 83-му процентилю для каждого SSP. Также показаны скорости изменения уровня моря (в миллиметрах/год) для SSP 8,5 до 2100 года. Прогнозируемые диапазоны (от 17-го до 83-го процентиля) изменения GMSL и вклада Антарктики до 2300 г. н.э. (расширенные сценарии) из ДО6 МГЭИК нанесены (справа) для путей SSP 1–2,6 (синий) и SSP 5–8,5 (оранжевый), а также для 83-й процентиль маловероятного сценария SSP 5–8,5 (штриховые красные стрелки, учитывающие процессы неустойчивости в проекциях антарктического ледяного щита).
Нажмите на изображение для увеличения.
Другая отдельная модель, учитывающая как MICI, так и MISI, дала более высокую оценку в 20–53 сантиметра (13-й–87-й процентили) для вероятного диапазона увеличения GMSL со стороны Антарктики к 2100 г. для сценария SSP 5–8,5 [ DeConto et al. др. , 2021] . Кроме того, согласно этому модельному сценарию, морские секторы АИС пересекают переломный момент неконтролируемой потери льда до 2100 г., что приводит к повышению уровня моря на планете на целых 2 метра к 2100 году и на 15 метров к 2300 году [9].0059 Голледж и др. , 2015; ДеКонто и др. , 2021].
Если, однако, глобальная траектория выбросов следует сценарию с более низкими выбросами SSP 1–2.6 (рис. 1), что соответствует целевому показателю выбросов, установленному Парижским соглашением по климату, то вклад Антарктики, вероятно, будет значительно ниже: 12 –31 см к 2100 г. [ Edwards et al. , 2021] и около 100 сантиметров к 23:00 [ DeConto et al.
, 2021]. Согласно этому сценарию, модели показывают, что большая часть антарктических шельфовых ледников сохранится даже в течение многих столетий, что существенно ограничит потерю льда в океане [9].0059 Голледж и др. , 2015; ДеКонто и др. , 2021].
Еще одна сложность для понимания вклада Антарктики в повышение уровня моря заключается в том, что таяние ледяных щитов не вызывает глобально однородных изменений.
Повышение GMSL примерно на 25 сантиметров к 2060 году может оказаться неизбежным. Но, несмотря на результаты наших самых сложных моделей на сегодняшний день, наше плохое понимание ключевых процессов, определяющих скорость таяния, и наша неопределенная траектория выбросов создают глубокую неопределенность в вероятностных прогнозах уровня моря после середины 21-го века [например, Эдвардс и др. , 2021; ДеКонто и др. , 2021], что препятствует усилиям по планированию надвигающихся изменений вдоль береговой линии.
Эта неопределенность предполагает, например, что существует 5-процентная вероятность того, что вклад Антарктики в повышение GMSL может достичь 145 сантиметров к 2100 году [ Bamber et al. , 2019].
Еще одна сложность для понимания вклада Антарктики в повышение уровня моря заключается в том, что таяние ледяных щитов не вызывает глобально однородных изменений. Когда тающий лед стекает в океан, он меняет гравитационное поле Земли и состояние вращения, тем самым перераспределяя воду в океане; кроме того, оставшийся лед оказывает меньшее давление на землю внизу, заставляя землю подниматься. Эта вязкоупругая реакция твердой Земли на потерю льда, процесс, известный как изостатическая адаптация ледников, означает, что в местах вблизи тающего ледяного щита уровень моря повышается меньше, чем в более удаленных местах, с отклонениями до 30% от глобального среднего.
Важно отметить, что эти процессы также влияют на динамику ледяного щита [ Whitehouse et al. , 2019].
В отличие от большинства обратных связей, влияющих на ледяные щиты, которые усиливают потерю массы, изостатическая адаптация ледников может помочь стабилизировать отступающую кромку льда, создавая подледниковые точки закрепления на морском дне. Понимание того, как изостатическая корректировка ледников влияет на динамику антарктического ледяного щита и как они влияют на закономерности изменения регионального уровня моря, является важнейшей областью исследований для улучшения прогнозов уровня моря для конкретных участков.
МГНОВЕННОЕ решение для преодоления неопределенности
Для углубления понимания процессов, влияющих на таяние льдов, и уменьшения глубокой неопределенности в отношении вклада Антарктики в прошлые и будущие изменения уровня моря СКАР, международный координирующий орган антарктической науки, запустил программу INSTANT. . Инициатива следует междисциплинарному подходу к системе Земли, сочетающему исследования геологии, геофизики, наук об атмосфере и океане, а также гляциологии для изучения долгосрочных и краткосрочных взаимодействий между океаном, атмосферой, твердой Землей и АИС.
INSTANT будет основываться на высокоэффективных исследованиях и сетевом потенциале, разработанном в рамках предыдущих программ стратегических исследований СКАР, включая динамику антарктического ледяного щита в прошлом, реакцию твердой Земли и ее влияние на эволюцию криосферы, а также антарктический климат в 21 веке. Эти программы начали решать ключевой приоритет, вытекающий из ДО5 МГЭИК и являющийся одним из шести приоритетов, определенных в первом исследовании СКАР научного горизонта Антарктики и Южного океана: лучше понять, как, где и почему ледяные щиты теряют массу. Спустя семь лет после того, как было завершено сканирование горизонта, в этом приоритете был достигнут большой прогресс [9].0059 Флориндо и др. , 2021]. Но из-за длительных сроков подготовки, необходимых для получения критических полевых наблюдений, которые помогут нам лучше понять физические процессы и включить эти наблюдения в числовые модели следующего поколения для улучшения прогнозов, самая важная работа предстоит в ближайшее десятилетие.
Амбициозные цели INSTANT и его партнерских организаций (например, Всемирная программа исследований климата) требуют широкомасштабного научного сотрудничества в течение следующих 8 лет, сосредоточенного на трех основных темах:
- улучшение понимания влияния атмосферы и океана на динамику ледяного щита
- разъяснение того, как твердые земные процессы и характеристики, такие как изостатическая корректировка ледников, шероховатость и глубина подледниковой коренной породы, влияют на динамику ледяного щита и региональную и глобальную неоднородность уровня моря change
- интеграция новых научных результатов для улучшения реконструкции и прогнозов вклада АИС в изменение уровня моря, а также распространение и применение этих прогнозов за пределами исследовательского сообщества
Привлечение ученых и заинтересованных сторон
Руководство INSTANT является международным и включает в себя исследователей с разных стадий карьеры. Всего в программе уже более 200 участников из более чем 40 разных стран.
Программа будет способствовать обмену знаниями и наращивать синергетические усилия для проведения нескольких кампаний среди этих участников путем содействия междисциплинарному международному исследовательскому сотрудничеству, а также путем организации семинаров, публикаций и учебных школ.
Этот коллективный подход даст возможность навести мосты между существующими профессиональными сетями и зародить новые идеи и сотрудничество между учеными из разных сообществ.
Этот коллективный подход предоставит возможности для объединения существующих профессиональных сетей, расширения использования банков данных и стимулирования новых идей и сотрудничества между учеными из разных сообществ, например, теми, кто занимается сбором данных наблюдений и теми, кто разрабатывает прогностические модели, для решения технических задач. и раздвинуть границы науки. Благодаря своему демографическому разнообразию, а также разнообразию научных исследований, INSTANT также обеспечивает идеальную основу для обучения нового поколения ученых Земли, способных информировать о насущных потребностях общества, чтобы лучше предвидеть и управлять будущим повышением уровня моря.
Научные результаты INSTANT — особенно обновленные и более точные прогнозы темпов, величин, неопределенностей и вероятного воздействия вклада Антарктики в глобальное повышение уровня моря — будут важны для широкого круга заинтересованных сторон. Важно отметить, что, как подчеркивается в его научном плане и плане реализации, INSTANT соединит эту науку с усилиями по разработке политики, связанной с изменением уровня моря, и оценкой потенциальной эффективности и рисков, связанных с путями смягчения последствий изменения климата и вариантами адаптации. Эти усилия будут включать общение и взаимодействие с учеными системы Земли, социологами, практиками, лицами, принимающими решения, планировщиками и общественностью.
Результаты этого общения и взаимодействия помогут определить подходы к адаптации во всем мире, чтобы избежать наихудших последствий повышения уровня моря по мере изменения береговой линии и затопления сообществ, инфраструктуры и экосистем.
Благодарности
INSTANT был предложен на Открытой научной конференции СКАР в 2018 г.
, получил поддержку Исполнительного комитета СКАР и одобрен делегатами СКАР. Программа приглашает новых участников присоединиться в любое время. Посетите веб-сайт SCAR INSTANT для получения дополнительной информации о том, как принять участие. Партнерские инициативы, связанные с INSTANT, включают, среди прочего, Всемирную программу исследований климата, Проект взаимного сравнения моделей палеоклимата, Проект взаимного сравнения связанных моделей, Проект взаимного сравнения моделей ледяного щита и Палеоограничения повышения уровня моря. Т.Н. признает финансирование своего участия в INSTANT от Новозеландской антарктической научной платформы (контракт ANTA1801). ФК и Л.Д.С. подтверждают финансирование своего участия в INSTANT от Итальянской антарктической программы (гранты PNRA18_00002 и PNRA19_00022).
Ссылки
Adusumilli, S., et al. (2020), Межгодовые вариации поступления талой воды в Южный океан с шельфовых ледников Антарктики, Nat. Geosci., 13 , 616–620, https://doi.
org/10.1038/s41561-020-0616-z.
Бамбер, Дж. Л. и др. (2019), Вклад ледяного щита в повышение уровня моря в будущем на основе структурированной экспертной оценки, Proc. Натл. акад. науч. , 116 (23), 11,195–11, 200, https://doi.org/10.1073/pnas.1817205116.
ДеКонто, Р. М. и др. (2021), Парижское соглашение по климату и будущее повышение уровня моря в Антарктиде, Nature , 593 (7857), 83–89, https://doi.org/10.1038/s41586-021-03427-0.
Эдвардс, Т. Л., и др. (2021), Прогнозируемый вклад наземного льда в повышение уровня моря в двадцать первом веке, Nature , 593 (7857), 74–82, https://doi.org/10.1038/s41586-021-03302-y .
Флориндо Ф. и др. (ред.) (2021), Antarctic Climate Evolution , 2-е изд., Elsevier, Амстердам.
Frederikse, T., et al. (2020), Причины повышения уровня моря с 1900 г., Nature , 584 (7821), 393–397, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2591-3.
Голледж, Н.
Р., и др. (2015), Многотысячелетнее обязательство Антарктики по повышению уровня моря в будущем, Nature , 526 (7573), 421–425, https://doi.org/10.1038/nature15706.
Голледж, Н.Р., и др. (2019), Глобальные экологические последствия таяния ледяных щитов в двадцать первом веке, Nature , 566 (7742), 65–72, https://doi.org/10.1038/s41586-019-0889-9.
Команда IMBIE (2018), Баланс массы Антарктического ледяного щита с 1992 по 2017 год, Nature , 558 (7709), 219–222, https://doi.org/10.1038/s41586-018-0179 -у.
Паттин Ф. и М. Морлихем (2020 г.), Неопределенное будущее Антарктического ледяного щита, Science , 367 (6484), 1331–1335, https://doi.org/10.1126/science .aaz5487.
Сильвано А. и др. (2018), Опреснение талой ледниковой водой усиливает таяние шельфовых ледников и снижает образование придонных вод Антарктики, Научная реклама. , 4 (4), eaap9467, https://doi.