Pine Island Glacier ice shelf. Kredit: NASA Image Collection / Gambar Saham Alamy.
Antara lembaran ais timur dan barat dan semenanjungnya, Antartika memegang ais yang cukup untuk menaikkan paras laut global oleh sekitar 60m.
Lembaran ais Antartika Barat (WAIS) adalah bahagian yang agak kecil, yang mengandungi jumlah bersamaan ais 3.3m kenaikan paras laut. Namun, kebanyakannya duduk dalam kedudukan yang tidak menentu dan dianggap "secara teorinya tidak stabil".
Akibatnya, bagaimana WAIS akan berubah sebagai tindak balas kepada pemanasan yang disebabkan manusia secara umumnya dianggap sebagai sumber ketidakpastian terbesar untuk unjuran paras laut jangka panjang.
Aspek yang paling mendesak dari ketidakpastian ini adalah memahami apakah ambang ketidakstabilan ais telah diseberang, sama ada pengunduran kita sekarang mengukur ditakdirkan untuk terus, dan apakah es yang muncul tidak berubah hari ini akan tetap seperti itu di masa depan.
Penyelidikan terbaru mengatakan bahawa ambang untuk hilangnya WAIS mungkin terletak di antara 1.5C dan 2C pemanasan purata global di atas paras pra-perindustrian. Dengan pemanasan sudah di sekitar 1.1C dan juga Perjanjian Paris bertujuan untuk mengehadkan pemanasan kepada 1.5C atau "bawah 2C", margin untuk mengelakkan ambang ini memang baik.
Lembaran ais marin
Menurut yang baru-baru ini laporan khas di laut dan cryosphere (SROCC) oleh Panel Antara Kerajaan mengenai Perubahan Iklim (IPCC), terdapat dua kawalan utama mengenai berapa banyak paras laut global akan meningkat abad ini: pelepasan gas rumah hijau yang disebabkan manusia masa depan dan bagaimana pemanasan mempengaruhi helaian ais Antartika. IPCC berkata:
"Di luar tahun 2050, ketidaktentuan dalam perubahan iklim disebabkan SLR [kenaikan paras laut] meningkat dengan ketara berikutan ketidakpastian dalam senario pelepasan dan perubahan iklim yang berkaitan, dan tindak balas lembaran ais Antartika di dunia yang lebih hangat."
Kebimbangan mengenai kelemahan WAIS terutamanya terletak pada sesuatu yang dipanggil "ketidakstabilan lembaran ais laut"(MISI) -" marin "kerana asas lembaran ais adalah di bawah paras laut dan" ketidakstabilan "untuk fakta bahawa, sebaik sahaja ia dimulakan, retret itu sendiri dapat mengekalkan diri.
Lembaran ais boleh dianggap sebagai takungan air tawar yang besar. Salji berkumpul di kawasan sejuk, perlahan-lahan padat untuk menjadi ais glasier dan kemudian mula mengalir seperti cairan yang sangat tebal ke arah lautan.
Di beberapa tempat, ais mencapai pantai dan terapung di permukaan lautan, membentuk satu rak ais. Batasan di antara ais yang terletak di atas permukaan tanah (atau lantai laut dalam lembaran ais marin) dipanggil "garis asas". Garis asas adalah di mana air yang disimpan di lembaran ais kembali ke lautan. Dan apabila ia bergerak ke arah laut, kita katakan bahawa lembaran ais mempunyai "keseimbangan jisim" yang positif - iaitu, semakin banyak jisim ais daripada kehilangan kembali ke laut.
Tetapi ketika garis retret retakan, keseimbangan negatif. Imbangan lembaran negatif negatif bermaksud sumbangan positif kepada lautan dan, oleh itu, ke paras laut global.
Ketidakstabilan
Ini gambaran asas keseimbangan jisim ais adalah semua yang anda perlukan untuk memahami mengapa glaciologists prihatin tentang MISI.
Perubahan pada rak ais di sebelah terapung garis asas - seperti penipisan - boleh menyebabkan ais di bahagian bawah untuk mengangkat dari dasar laut. Oleh kerana terapung ais ini, garis asas akan berundur. Kerana ais mengalir dengan lebih cepat apabila ia terapung daripada ketika ia didasarkan, kadar aliran ais di dekat landasan akan meningkat. Peregangan yang disebabkan oleh aliran yang lebih cepat menjadi sumber penipisan baru berhampiran garis asas.
Ini digambarkan dalam gambar di bawah. Apabila ais yang baru terapung mengalir dan menipis dengan lebih cepat, ia dapat menyebabkan lebih banyak ais mengangkat dan terapung, memacu garis asas kembali.
Di samping itu, kawasan lembaran ais berisiko MISI mempunyai kecerunan terbalik atau "retrograde", yang bermaksud ia semakin jauh ke pedalaman. Apabila retakan laluan asas terus menjadi bahagian tebal lembaran ais, aliran itu meningkat, meningkatkan lagi kehilangan ais. Kecerunan terbalik menjadikan proses ini mengekalkan diri sebagai gelung umpan balik positif - inilah yang menjadikan MISI ketidakstabilan.
Ilustrasi Ketidakstabilan Lembapan Ais Marin, atau MISI. Penipisan rak es batu menimbulkan akselerasi aliran lembaran ais dan menipis margin ais ditamatkan marin. Kerana batuan dasar di bawah helaian ais meruncing ke dalam kawasan selimut ais, penipisan ais menyebabkan berundur dari garis asas diikuti dengan peningkatan aliran ais laut, penipisan lagi margin ais, dan seterusnya berundur dari garis asas. Kredit: IPCC SROCC (2019) Rajah CB8.1a
Tidak jelas lagi jika ambang MISI telah dilangkau di mana sahaja di Antartika. Kami tahu bahawa garis asas akan berundur sepanjang pantai Laut Amundsen - paling menakjubkan pada Gletser Thwaites. Dan pengemudi untuk berundur kelihatan agak hangat air laut - kira-kira 2C lebih panas daripada purata sejarah - mengalir ke arah garis asas dan menyebabkan lebih kuat daripada lebur biasa.
Jika ketidakstabilan tidak bermula dan jika pemanasan lautan berhenti, maka garis asas harus mencari titik pengimbangan baru di lokasi baru. Tetapi jika sudah bermula, maka mundur akan terus tidak peduli apa yang berlaku seterusnya.
Aliran lebih cepat
Walaupun ambang telah diseberang - atau bahkan jika ia diseberang di masa depan - retret boleh meneruskan pada kadar yang berbeza bergantung pada betapa kerasnya kita "menolak" ketika ia bermula.
Inilah cara yang berfungsi. Ketidakstabilan bergantung pada keseimbangan daya dalam helaian ais. Daya yang disebabkan oleh graviti menyebabkan ais mengalir pada kelajuan yang bergantung kepada bahagian tebalnya dan cerun permukaannya.
Kadar mencair yang lebih besar pada bahagian terapung dan aliran lebih cepat merentasi garis asas akan menjejaskan permukaan ais dengan lebih cepat daripada kadar yang lebih kecil. Draw-down yang lebih cepat menjana cerun permukaan curam dan, dengan itu, aliran lebih cepat dan mundur cepat.
A kajian pemodelan Maklum balas ini, yang diterbitkan tahun lepas, mendapati bahawa apabila MISI bermula dengan dorongan yang lebih besar (kadar leburan yang lebih besar), ia berjalan lebih cepat daripada ketika ia bermula dengan dorongan yang lebih kecil, walaupun selepas lebur tambahan dikeluarkan.
Ini bermakna walaupun MISI dipanggil, memotong pengeluaran global dan memperlahankan pemanasan akan memberi lebih banyak masa untuk bersedia untuk akibatnya.
Tebing ais
Nampaknya terdapat sumber ketidakstabilan kedua bagi helai ais laut - satu yang dimainkan apabila rak ais hilang sepenuhnya.
Sebahagian daripada imej glasier yang paling menakjubkan adalah gunung es anak lembu - dengan kata lain, memecahkan - dari bahagian depan glasier yang menamatkan marin.
Calung ini disebabkan oleh peleburan bahagian bawah rak ais, serta "hidro-fraktur"- di mana meltwater yang terbentuk di permukaan rak ais meresap ke dalam ais dan menyebabkan retak - atau gabungan kedua-duanya.
Seberapa cepat penuaian berlaku bergantung kepada ketinggian permukaan tebing ais di atas garis air - semakin tinggi tebing yang berada di atas air, semakin besar kadar calving.
Seperti halnya MISI, kecerunan bawah laut yang merosot di bawah WAIS bermaksud bahawa ketika tebing es mengundurkan diri ke dalam ais tebal, ia akan terus mendedahkan tebing yang lebih tinggi ke lautan dan kadar calving harus meningkat.
Proses ini, digambarkan di bawah, dipanggil "ketidakstabilan tebing ais marin" (MICI). Teori ini menunjukkan bahawa di mana ketinggian permukaan glasier melebihi sekitar 100m di atas permukaan laut, tebing akan terlalu tinggi untuk menyokong beratnya sendiri. Oleh itu, ia pasti akan runtuh, mendedahkan wajah tebing yang sama di belakangnya, yang juga akan runtuh. Dan sebagainya.
SROCC IPCC mengatakan bahawa "Thwaites Glacier sangat penting kerana ia meluas ke bahagian dalam WAIS, di mana dasar laut> 2000m di bawah permukaan laut di tempat-tempat". (Walaupun, SROCC juga menyatakan bahawa walaupun MISI memerlukan kemiringan tempat tidur yang retrograde, MICI bahkan boleh berlaku di tempat tidur yang rata atau di tepi laut.)
Proses yang dikenalpasti baru-baru ini tidak dipelajari sebagai MISI, tetapi ini pasti akan berubah pada tahun-tahun yang akan datang, kerana saintis terus memerhati sistem yang berubah-ubah seperti Thwaites Glacier.
Ilustrasi Keletihan Cliff Ice Cliff. Sekiranya tebing cukup tinggi (sekurang-kurangnya ~ 800m dari jumlah ketebalan ais, atau kira-kira 100m ais di atas garis air), tegasan di permukaan tebing melampaui kekuatan ais, dan tebing gagal dalam struktur dalam acara penuaian berulang. Kredit: IPCC SROCC (2019) Rajah CB8.1b
A Alam kajian pada 2016 di MICI menyimpulkan bahawa Antartika "berpotensi untuk menyumbang lebih daripada satu meter paras laut meningkat sebanyak 2100 dan lebih daripada 15 meter oleh 2500". Penyelidikan yang lebih baru-baru ini menyimpulkan ini mungkin terlalu tinggi, tetapi mencatat belum jelas apa peran MICI dapat memainkan abad ini. Satu lagi kajian juga telah mencadangkan bahawa kehilangan ais yang cepat melalui MICI boleh dikurangkan dengan kehilangan perlahan rak ais yang memegang glasier kembali.
Dekat ambang
Akhir tahun lepas, a pasukan pengedar yang besar menilai kajian yang berbeza mengenai respons lembaran ais kepada sasaran iklim Paris untuk memastikan pemanasan purata global "jauh di bawah" 2C.
Model-model ini semua menunjukkan arah yang sama. Iaitu, ambang untuk kehilangan ais yang tidak dapat dipulihkan di kedua-dua lembaran ais Greenland dan WAIS berada di antara pemanasan purata global 1.5C dan 2C. Dan kita sudah berada di sedikit lebih daripada pemanasan 1C sekarang.
Tetingkap 1.5-2C ini adalah kunci untuk "survival ais ais Antartika", kertas kerja ulasan dijelaskan, dan dengan itu kesan "penekanan" mereka pada glasier mereka tahan.
Glosari: RCP2.6: The RCPs (Laluan Konsentrasi Perwakilan) adalah senario kepekatan gas rumah hijau dan lain-lain. RCP2.6 (juga kadangkala dirujuk sebagai "RCP3-PD") adalah senario "puncak dan penurunan" di mana pengurangan ketat.
Satu lagi ambang boleh terletak di antara 2C dan 2.7C, tambah penulis. Mencapai paras peningkatan suhu global ini boleh mencetuskan "pengaktifan beberapa sistem yang lebih besar, seperti lembangan saliran Ross dan Ronne-Filchner, dan bermulanya sumbangan SLR yang lebih besar".
Ross dan Ronne-Filchner adalah dua rak es terbesar di Antartika. Ini boleh dikurangkan dengan ketara "dalam masa 100-300 tahun" kajian yang lain berkata, dalam senario di mana pelepasan global melampaui Senario RCP2.6. Laluan pelepasan ini dianggap konsisten dengan mengehadkan pemanasan kepada 2C.
Penemuan ini membayangkan bahawa menghalang kehilangan ais Antartika yang besar bergantung kepada pengurangan pelepasan global ke - atau di bawah - RCP2.6. Oleh kerana kertas itu menyimpulkan: "Menyeberangi ambang ini menyiratkan komitmen terhadap perubahan besar-besaran ais dan SLR yang mungkin mengambil masa beribu-ribu tahun untuk merealisasikan sepenuhnya dan tidak dapat dipulihkan pada masa-masa yang lebih lama."
Tentang Pengarang
Prof Christina Hulbe, ahli geofizik di Sekolah Ukur Nasional di Universiti Otago di New Zealand.
Artikel ini pada asalnya muncul di Carbon Brief
Buku-buku yang berkaitan
Perubahan Iklim: Apa Yang Harus Anda Ketahui Setiap Orang
oleh Joseph Romm
Buku asas penting mengenai apa yang akan menjadi isu penentu masa kita, Perubahan Iklim: Apa Yang Harus Diketahui Semua Orang adalah gambaran menyeluruh tentang sains, konflik, dan implikasi dari planet pemanasan kami. Dari Joseph Romm, Ketua Penasihat Sains untuk National Geographic Tahun Hidup Berbahaya siri dan salah satu daripada "100 Rolling Stone yang mengubah Amerika," Perubahan iklim menawarkan jawapan yang mesra pengguna dan saintifik terhadap soalan yang paling sukar (dan biasa dipolitikkan) yang mengelilingi ahli klimatologi Lonnie Thompson sebagai "bahaya yang jelas dan terkini terhadap tamadun." Tersedia di Amazon
Perubahan Iklim: Sains Pemanasan Global dan edisi Edisi Edisi Kedua kami
oleh Jason Smerdon
Edisi kedua ini Perubahan iklim adalah panduan yang boleh diakses dan komprehensif kepada sains di sebalik pemanasan global. Dengan ilustrasi yang indah, teks itu ditujukan kepada pelajar di pelbagai peringkat. Edmond A. Mathez dan Jason E. Smerdon menyediakan pengantar yang luas dan informatif kepada sains yang mendasari pemahaman kita mengenai sistem iklim dan kesan aktiviti manusia terhadap pemanasan planet kita. Mathez dan Smerdon menerangkan peranan bahawa atmosfer dan lautan bermain dalam iklim kita, memperkenalkan konsep keseimbangan sinaran, dan menerangkan perubahan iklim yang berlaku pada masa lalu. Mereka juga memperinci aktiviti manusia yang mempengaruhi iklim, seperti gas rumah hijau dan pelepasan aerosol dan penebangan hutan, serta kesan fenomena alam. Tersedia di Amazon
Sains Perubahan Iklim: Kursus Hands-On
oleh Blair Lee, Alina Bachmann
Sains Perubahan Iklim: Kursus Hands-On menggunakan teks dan lapan belas aktiviti tangan untuk menjelaskan dan mengajar sains pemanasan global dan perubahan iklim, bagaimana manusia bertanggungjawab, dan apa yang boleh dilakukan untuk memperlahankan atau menghentikan kadar pemanasan global dan perubahan iklim. Buku ini adalah panduan lengkap dan komprehensif untuk topik persekitaran yang penting. Subjek yang terkandung dalam buku ini termasuk: bagaimana molekul memindahkan tenaga dari matahari untuk memanaskan atmosfera, gas rumah hijau, kesan rumah hijau, pemanasan global, Revolusi Perindustrian, tindak balas pembakaran, gelung maklum balas, hubungan antara cuaca dan iklim, perubahan iklim, sinki karbon, kepupusan, jejak karbon, kitar semula, dan tenaga alternatif. Tersedia di Amazon
Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, and ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.
