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最近备受瞩目的研究由美国气候学家詹姆斯·汉森(James Hansen)领导,警告说,到本世纪末,海平面可能会上升数米。这种情况有多现实?
我们当然可以说,在相对稳定性的几千年之后,海平面正在以加速速度上升。问题是,与地球以前的主要海平面变化历史相比,它们将走多远和多快。
海已经已经存在了上升超过20厘米自1880年以来,影响了世界各地的沿海环境。自1993年以来,海平面一直在提高速度(请参阅第3章这里),每年约3毫米(每世纪30厘米)。
理解未来海平面的一个关键是看过去。这史前记录清楚地表明,过去温暖的气候中的海平面更高。最好的证据来自最近的冰河间时期(129,000至116,000年前),当时海平面比今天高5-10 m,高纬度温度至少比目前的温度至少温暖。
自1900年以来观察到的增长的两个最大贡献是海洋的热膨胀,以及冰川失去冰的损失。储存在陆地上的水(在湖泊,水库和含水层)也做出了较小的贡献。卫星观测和模型表明,自1990年代初以来,由于格陵兰岛和南极冰盖而引起的海平面上升数量有所增加。
在此之前,他们的贡献并不众所周知,但他们不太可能贡献超过观察到的上升的20%。
这些贡献共同对观察到的20世纪海平面上升提供了合理的解释。
未来上升
政府间气候变化面板(IPCC)预测(请参阅第13章这里)预测,如果温室排放量继续增长,则海平面上升52-98厘米,如果排放量持续强烈,则为28-61 cm的海平面上升。
大多数这种上升可能来自三个来源:海洋扩张的增加;冰川融化;并从格陵兰冰盖融化。这些因素可能会因南极降雪的少量增加而被抵消。
随着排放量的持续增长,到2100年,海平面上升的总体上升速度完全有可能达到每一世纪1 m,这是自上次全球冰上融化事件以来,大约是10,000年前就没有看到的。
在2100年以后,海洋将继续上升多个世纪,甚至几千年。随着排放量的持续增长,IPCC预计将增加7 m x 2500,但也警告说,可用的冰盖模型可能会低估南极洲的未来贡献。
背包中的小丑是从南极冰盖直接进入海洋的冰流可能发生的。 IPCC估计,这可能会在本世纪贡献约20厘米的海平面上升。但这也认识到,如果冰盖迅速不稳定,本世纪可能会增加数十厘米的增加。
这可能发生在南极西部和南极冰盖的部分地区,这些冰块位于海平面以下的地面上,这使得从海岸更深地进入内陆。如果相对温暖的海水穿透冰盖并融化其底部,这将导致接地线移动内陆和冰,以更快地流入海洋。
最近发表的一些研究证实,西南冰原的一部分已经在潜在的不可阻挡的撤退。但是对于这些研究,从海上冰盖不稳定的IPCC预测高达98厘米的IPCC预测以上是到2100米的十分之一,而不是IPCC报告中允许的十分之一米。与IPCC评估时可用的结果相比,这种较低的上升是由于更严格的冰盖建模的结果。
冰盖有多稳定?
海洋温度被认为是触发南极冰盖流入海洋流动增加的主要控制。现在大自然发表的新研究由美国研究人员罗伯特·邓孔多(Robert DeConto)和戴维·波拉德(David Pollard)建模了,如果您因空气温度变暖以及海洋融化而增加冰架的表面融化会发生什么。
已经看到了这样的冰壳崩溃。 2002年,南极半岛上的Larsen-B冰架解体在几周内进入数千个冰山,使冰川能够更快地流入海洋。 IPCC的预测认为这种崩溃不太可能发生在2100年之前,而新研究表明,冰盖崩溃可能早在2050年就可能开始严重影响海平面。
具有相对较高的温室排放(在研究文献中提到的场景RCP8.5),这项新研究预测,到2100年,这项研究的上升约为80厘米,尽管它还计算出这种情况几乎可以完全避免使用较低的排放。但是,当调整模型参数以模拟过去的气候时,南极的贡献超过1 m x 2100,多达15 m x 2500。
格陵兰的冰盖也至关重要。高于一定阈值,温暖的空气温度会导致表面融化,从而超过积雪,从而导致冰盖的最终崩溃。在千年或更多的时间里,这将增加7 m的海平面。
问题是我们不知道这个阈值在哪里。它可能比工业前平均温度高1℃或高达4℃。但是,鉴于当今的温度已经比工业前温度高1℃,因此我们有可能在本世纪的阈值越过这个门槛,无论其确切的位置,尤其是对于高排放场景而言。
总的来说,很明显,在本世纪,多米海平面上升的种子很可能会播种。但是,就我们一生中会看到的实际上升而言,可用的文献表明,它将远低于汉森和他的同事预期的5 m到2050年。
更广泛的问题是,由Deconto和Pollard建立的冰原瓦解是否确实会导致未来四个世纪的阶段,因为它们的分析和另一个世纪最近的论文建议。回答这个问题将需要更多的研究,以及更广泛的气候和冰盖模型。
约翰将在2016年3月31日星期四下午2点至下午3点之间为作者问答。在下面的评论部分中发布您的问题。
约翰教堂,Csiro研究员,Csiro和彼得·克拉克,地球,海洋和大气科学教授,俄勒冈州立大学
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