RealClimate标志


海平面上升的触发动作?

了下:-拉斯马斯,2017年1月2日

海平面上升是否会促进冰川崩解进入海洋,并引发冰川涌入海洋?我终于抽出时间看了那部纪录片追逐冰在圣诞节和新年假期里,它给我留下了深刻的印象。看完之后,我也有了这个问题。

在极地地区正在发生的事件和我们的生活之间有一种联系。由于大量冰块涌入海洋,海平面可能会急剧上升。海平面上升将影响许多特大城市、佛罗里达的低洼地区和挪威海岸的财产:风暴潮将造成更大的洪水和更大的破坏。

因此,是否有可能加速海平面上升的机制,因此对许多人来说是相关的。一个合理的情景可以绘制为力量的平衡(下面的图形)。

目前,这只是我个人的猜测。我甚至不知道这是否可信。我的简单描述提供了一幅天真的画面,与温水入侵相比,任何此类影响都可能是非常边缘的。或者海平面上升幅度太小,没有任何明显的影响。但我还不知道答案。

有一些富有成效的方法可以满足我的好奇心,而首先应该是探索可靠的知识体系。我希望能够追溯信息的根源,这意味着信息的来源是基于透明度的,并且可以被其他人复制。

寻找有关冰和气候变化的最佳信息,有一些很大的资源:北极监测和评估方案北极监测和评估方案冰雪水冰和北极的永久冻土SWIPA;同理,2011最近的联合国政府间气候变化专门委员会评估报告(AR5)章节四个13。这两份报告都对与我的问题相关的科学文献进行了回顾和评估。它们还包括适当的参考资料。

在这些中,我能够在冰盖和冰川流量上升起海平面上升的任何反馈效果的说明。

我发现存在关于淹没海水的侵扰可能在淹没冰上的效果的报告(例如,betway体育手机版荷兰等人。2008年)。还有一些关于冰川队伍对全球海平面的贡献的研究(例如betway体育手机版Meier等人,2007年)。

AR5[13.4.3.1“表面质量平衡变化”,第1167页]中有一些信息似乎与我的问题有关:

气候和冰盖之间的主要反馈意见从冰盖,大气和海洋循环和海冰分布的变化。

但冰海拔与海平面不一样,与冰川质量平衡有关,与积雪积累和融化相连。

来自AR5的另一部分讨论了海洋冰盖不稳定(MISI),这与我的问题有关[13.4.4.2“动态变化¶,p。1174]

斯是基于大量研究表明的理论存在不稳定……最基本的来源,也就是说,从第一原则冰方程,指出,在一维冰流之间的接地线接地冰盖和浮动冰架不能稳定在近陆的倾斜的床上。

AR5还讨论了关于接地线和冰层厚度的反馈效应以及对海平面的影响(见下图),但不包括海平面上升可能产生的影响[常见问题13.2,第1177页]:

在朝向冰盖内部向下倾斜的基岩上,这会产生一个增加的流出的恶性循环,导致接地线的冰薄,脱落。然后,接地线将斜坡缩进到较厚的冰中,又转动流过流量进一步增加。该反馈可能导致冰盖部件的迅速损失,因为沿着钻石和盆地沿着加深冰块的盆地的接地线撤退。

我也搜索谷歌学者,而不找到任何答案。当然可能有关于海平面上升可能对我错过的冰川伐木者的影响的研究。betway体育手机版

我勾勒出来的情况可能不太重要的是,由于地球的重新分配和引力力的后果(见下文图形),海平面上升预计海平面上升预计将更小。但这也是我所知道的猜测。如果目前的情况是与过去遗产水平相关的浮力的浮力的势力较好的力量,那么怎么办?

海平面上升对海底支撑的水下冰原和冰川可能产生的任何触发效应,都取决于海底的深度和冰层的厚度。

我们可以得到引起摩擦的重量减少的粗略估计:δF=ρgδh。海平面每上升一厘米,就相当于海底冰浮力增加1000公斤/米所造成的减少3.x 9.8m /(kg s2)x 0.01(m)= 98 n / m2

由于海平面上升引起的净力量的变化预计在大多数地区的影响几乎没有影响,除非冰盖的重力接近被浮力平衡。

额外的冰涌进海洋将进一步提高海平面,这随后可能会影响冰本身的支撑作用。是否存在一个触发点,超过了这个点,反馈过程就会被付诸行动,加速一些冰盖的解体?

根据AR5(下面的图形),可能有一些区域,其中对海平面的敏感性不是太不可能,尽管需要在更多细节中进行调查。

我不记得曾经看到或听到过任何关于海平面上升可能对冰盖动力学产生影响的讨论。betway体育手机版因此,有谁知道与我的问题相关的出版作品吗?

进步是通过科学的讨论、计算、假设的公式和测试来实现的,这是我们接近真实答案的最佳途径。当然,其他人需要独立地复制同样的结果。令人信服的答案会导致共识。

新年快乐!

参考文献

  1. D.M. Holland, R.H. Thomas, B. de Young, M.H. Ribergaard,和B. Lyberth,“雅各布港的加速Isbræ由温暖的海底海水触发”,自然地球科学, vol. 1, pp. 659-664, 2008。http://dx.doi.org/10.1038/ngeo316.
  2. M.F.Meier,M.B.Dycterov,U.K. Rick,S. O'Deel,W.T.Pfeffer,R.S.安德森,S.P.安德森和A.F.Glazovsky,“冰川在21世纪主导了突然的海平面上升”,科学,第317卷,第1064-1067页,2007。http://dx.doi.org/10.1126/science.1143906

对“海平面上升的触发作用”的19种反应

  1. 1
    托马斯·V舒勒 说:

    嗨Rasmus,新年快乐!
    海平面对冰板动态的影响不是新的,但在你表明时,参考资料并不容易Googleable。这很可能是由于效果的次要重要性,使得它不会进入标题。
    您可能会发现此参考是一个很好的起点:
    徐志明(2007),冰原接地线动力学:稳态、稳定性和迟滞,地球物理学报。Res。112年,F03S28 jf000664 doi: 10.1029/2006。

    [回应:谢谢,托马斯!拉姆)

  2. 2

    巨浪使海冰破裂,可能在融化中起作用
    http://www.climatecentral.org/news/big-waves-sea-ice-climate-17490

    大浪可以发挥足够的作用来破冰,涨潮也可以,对吧?

  3. 3.
    Bryson Brown. 说:

    嗯。如果大浪可以对冰(地面的或海洋的)造成重大的破坏,那么似乎也应该存在一种反馈,即随着冰覆盖范围的减少,冰的吸力增加,同时海冰的破裂和地面冰/冰架的破坏阻塞/减缓上游冰的流动。

  4. 4.

    注:非强制变化:2015年6月«RealClimate
    //www.mnkilmer.com/betway/archives/2015/06/unforced.../comment-page-6/
    2015年6月1日——这就是我所说的“冰立方灾难”场景——突然的隆隆声,冰盖变成碎冰,冲向大海....

  5. 5.
    sidd 说:

    谢谢你的这篇文章。一个人可以使用潮汐膨胀,并关联冰流量的冰流量记录在一些冰川上,以更好地量化效果吗?

  6. 6.
    AR. 说:

    因此,您正在寻找的论文来自Natalya Gomez(见下面的链接)。她在冰块模型中表明,具有重力自洽的海平面,实际上有海拔落在接地线上,这使得稳定船舶冰盖不稳定。因此,反馈与您在此勾勒出的相反方向相反。

    http://www.nature.com/ngeo/journal/v3/n12/abs/ngeo1012.html
    http://onlineLibrary.wiley.com/doi/10.1029/2011JF002128/full.

    [回应:不管不相反。- Gavin]

  7. 7.

    潮汐将弯曲货架。冰块可塑性是否随着轻微的变暖而变化?

    一些潮汐变化——在南极洲通常在30厘米左右……然而我读到:“即使南极冰架在某些地方可以达到1.6公里(1英betway体育手机版里)厚,潮汐可以把这些冰架抬高到4.5米(约15英尺)。”

    其他来源更接近1米。

    http://earthobservatory.nasa.gov/iotd/view.php?id=6110
    http://tides.mobilegoothicabics.com/locations/5412.html.
    http://researchnews.osu.edu/archive/icetide.htm

  8. 8.

    关于第6条,加文,你能解释一下吗?我下载了Gomez等人。

  9. 9.
    杰弗里戴维斯 说:

    这是詹姆斯汉森的关切吗?

  10. 10.
    AR. 说:

    是的,海平面的远场变化将导致这种速度加快(这个想法可以追溯到1978年托马斯和本特利在第四纪研究中提出的,或许更早)。综上所述,Schoof(2007)指出,在一定条件下,通过地面线的冰通量为b(x_g)^4.75,其中b(x_g)为地面线海平面以下海床的深度。因此,当地海平面每上升1%,通过地面线的冰通量就会增加~5%(但如果地面线附近的床面很滑,这个量可能会更高,参见Tsai等人2015年)。

    但是,当然,当你失去冰川的质量时,你需要考虑局部海平面的变化,这可能比远地海平面的平均变化大一个数量级(Mitrovica 2009)。因此,我之前的评论。

    我认为这里的故事是,信封的背部计算可能缺少一些潜在的重要事项,从而弄清楚海平面变化可能对冰流量产生重大影响而没有进入床上的摩擦摩擦(具有非明显的空间变化 - 请参阅Sergienko&Hindmarsh 2013)和冰架支撑的空间变化。已知这些其他因素在调节冰盖变化时非常有影响力。More recent studies (e.g. Gomez et al. 2015 in Nature Comm.) have modeled future changes in sea level in a self-consistent fashion (i.e. taking into account the spatial variations in sea level change), though I agree that more studies need to follow this lead and perhaps do the coupled problem of Greenland and Antarctica.

  11. 11.
    杰夫卡尔格尔 说:

    绝对存在海平面上升和反馈之间的联系,这些反馈往往会迅速进入大海的冰,然后进一步提高海平面,进一步反馈进入大海进入大海。但它不是任何逃亡过程;如果您在循环方面认为它,则刚才提到的反馈循环变得不那么强大。随着您所喜欢的,尽可能多地采取这些反馈循环,在此处的海平面上升的数量并不强大。如果我们考虑一米的海平面上升(几乎是下个世纪的期望),那可以漂浮多少冰?约1.1或1.2米,取决于海水或海湾水密度和冰密度。这给出了我们谈论的粗略概念 - 仪表与仪表,100米或几百米的冰厚度流入产犊环境。betway体育手机版因此,确保它是反馈并是一个正反馈回路;海平面上升肯定具有降低基底抗剪切应力的影响,并且在冰最初几乎没有接地的情况下,一米的海平面上升将浮冰。但与其他一些重要的重要性相比,这不是一个很大的反馈。 Cases where it starts to become a very important feedback are when you have 10 or 20 m of sea level rise, which is not going to happen any time really soon. So…. it is a very small factor for the coming century, although with a few rare glaciers there is a notable effect. Overall…. unimportant compared to everything else.

  12. 12.

    它能浮多少冰?

    当冰面上升时,你难道不希望从下面吸收更多(温暖的)水,当冰面下降到一米时,你难道不希望从下面喷出更多(融化的)水吗?这就增加了底部冰覆盖层的融化,同时渗透到任何由表面融水向下流过而造成的裂缝中

  13. 13.
    PG安提阿 说:

    如果你喜欢宾夕法尼亚州立大学冰川学家理查德·艾里(Richard Alley)的讲座,那你就知道了。2012年,艾里在斯坦福大学(Stanford)的一次讲座的后半部分谈到了betway体育手机版一些这种现象(可以称之为“woo”效应)。他讨论了单反相机对基于地形的海洋冰原的强迫作用:

    https://www.youtube.com/watch?v=o4oMsfa_30Q#t=36m35s

    他讨论了Schoof的工作中的许多积分。正如其他人所述,戈麦斯,Mitrovica等人已被建模当地海平面,因为冰盖作为“部分负面”反馈。

  14. 14.
    欧米茄中心 说:

    正如AR在6和10中所说,至少在本地(我认为从IceLoss的网站往大约2000km的地方),反馈是负面的,因为缺失的冰不能引力吸引海水。因此,至少格陵兰融化不会触发格陵兰岛的海平面,但南极熔体将筹集格陵兰海平面,格陵兰融化将引发南极海平面。

  15. 15.
    sidd 说:

    感谢youtube链接。我已经忘记了在地势平坦的床上从当地的山峰上跳下来betway体育手机版的那一幕。然后我再加上斯韦茨身后的大洞,回想起格陵兰岛的每一滴融化都被放大了。推动斯维特的接地线在可能的几十年时间尺度上跨越南极山脉,听起来可能令人不安。

    我想知道下一个IPCC报告是否会在2100为高端表示3M SLR ...

  16. 16.

    @AR,

    关于床和支撑的摩擦学,当然,这些都不是空间和时间静止,所以预测最好用某种平均场效应,了解极值统计不太可能被一个小于Cauchy准确地表征或不到T的分布。

    什么是野外活动是什么样的?是否有仪器一些,最好几个能报告在这些地点的一系列运动的冰川吗?他们能同时报告当地的冰质量密度吗?

  17. 17.
    斯蒂芬 说:

    拉斯慕斯,这个问题我们在过去几年里已经讨论过很多次了在PIK的ice小组。这是一项正在进行的拨款提案的一部分。在模型中实现这种反馈并不容易。

  18. 18.
    Macdoc 说:

    我认为仅仅是拉森基地的分裂就足以证明它的发生。机制tho…很多变量,包括海底和冰原的梯度,加上积累水平。困难的建模,因为每个冰川/海洋界面将是不同的。我知道,我被供养缪尔冰川的冰原的范围和历史时期内大规模“脉冲”的证据所震惊。

  19. 19.
    欧米茄中心 说:

    Macdoc @18。
    我不认为拉森是单反导致撤退的证据。10到20厘米的单反对接地线的影响相当于减少1到2米的冰层厚度。我想我们可以看到这些冰架的厚度每年都有几米的变化,这比最近的单反相机要重要几个数量级。此外,阿拉斯加的许多海洋冰川都有一个漫长的前进周期,紧随其后的是快速后退,哥伦比亚号最近进入了后退阶段,哈伯德号目前正处于前进阶段。如果这些冰架有类似的自然循环,周期很可能是数千年。但是,我们知道,在许多情况下,由于温暖海水平流而导致的融化是主要的冰稀释剂。所以最大的影响可能是由于洋流和温度的变化。