Hur nära ligger västantarktisisen till en tipppunkt?

Hur nära ligger västantarktisisen till en tipppunkt?Pine Island Glacier ishyllekling. Kredit: NASA Image Collection / Alamy Stock Photo.

Mellan dess öst- och västisen och dess halvö har Antarktis tillräckligt med is för att höja den globala havsnivån med cirka 60 meter.

Den västantarktiska isisen (WAIS) är en relativt liten del som innehåller en mängd is som motsvarar Ner till 3.3m av havsnivån stiger. Ändå sitter det mesta i en osäker position och betraktas som "teoretiskt instabil".

Som ett resultat anses allmänt hur WAIS kommer att förändras som svar på mänsklig orsakad uppvärmning största osäkerhetskälla för långsiktiga prognoser på havsnivån.

Den mest pressande aspekten av denna osäkerhet är att förstå om instabilitetströsklarna för is har korsats, om reträtten vi nu mäter är avsett att fortsätta och om is som verkar oförändrad idag kommer att förbli så i framtiden.

Den senaste forskningen säger att tröskeln för oåterkallelig förlust av WAIS troligen ligger mellan 1.5C och 2C av den globala genomsnittliga uppvärmningen över de preindustriella nivåerna. Med uppvärmning redan kl runt 1.1C och Parisavtalet med målet att begränsa uppvärmningen till 1.5 ° C eller ”långt under 2C”, är marginalerna för att undvika denna tröskel verkligen bra.

Marinisen

Enligt det senaste särskild rapport om havet och kryosfären (SROCC) av Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), det finns två huvudkontroller på hur mycket den globala havsnivån kommer att stiga under detta århundrade: framtida utsläpp av växthusgaser från människor och hur uppvärmningen påverkar den antarktiska isisen. IPCC säger:

"Efter 2050 ökar osäkerheten i klimatförändringar inducerad SLR [havsnivåökning] väsentligt på grund av osäkerheter i utsläppsscenarier och de tillhörande klimatförändringarna och antarktisens isark i en varmare värld."

Oro över WAIS sårbarhet ligger främst i något som kallas "instabilitet för marinis”(MISI) -” marin ”eftersom basen på isarken är under havsnivån och” instabilitet ”för att när reträtten börjar är reträtten självbärande.

Isark kan betraktas som enorma sötvattenbehållare. Snö samlas i det kalla inre, kompakterar långsamt för att bli glaciär och börjar sedan flyta som en mycket tjock vätska tillbaka mot havet.

På vissa ställen når isen kusten och flyter på havsytan och bildar en ishylla. Gränsen mellan is som vilar på landytan (eller havsbotten i fallet med en marinislack) kallas ”jordlinjen”. Jordlinjen är där vatten som lagras i isarken återvänder till havet. Och när den flyttar till sjöss säger vi att isarken har en positiv "massbalans" - det vill säga att den får mer ismassa än att den tappar tillbaka till havet.

Men när jordningslinjen dras tillbaka är balansen negativ. En negativ isbalans innebär ett positivt bidrag till havet och därmed till den globala havsnivån.

Instabilitet

Denna grundläggande bild av isbalansmassa är allt du behöver för att förstå varför glaciologer är oroliga för MISI.

Ändringar av ishyllan på den flytande sidan av jordlinjen - till exempel tunnning - kan leda till att is på den jordade sidan lyfter från havsbotten. När denna is flyter kommer jordningslinjen att dra sig tillbaka. Eftersom isen flödar snabbare när den flyter än när den är jordad, ökar isflödet nära jordningslinjen. Sträckning orsakad av det snabbare flödet blir en ny källa till tunnning nära jordlinjen.

Detta illustreras i figuren nedan. När den nyligen flytande isen flödar och tunnas snabbare, kan det leda till att mer is lyfter av och flyter och kör tillbaka jordningslinjen.

Dessutom har områdena på isarken som riskerar MISI en omvänd eller ”retrograd” gradient, vilket innebär att den blir djupare längre inåt i landet. När jordningslinjen dras tillbaka längre in i tjockare delar av isarken, snabbas flödet upp, vilket ytterligare ökar isförlusten. Den omvända lutningen gör denna process självbärande som en positiv återkopplingsslinga - det är detta som gör MISI till en instabilitet.

Illustration av Marine Ice Sheet Instability eller MISI. Tunnning av den stärkande ishyllan leder till acceleration av isarkflödet och tunnning av den marinavslutade ismarginen. Eftersom berggrunden under isskivan lutar mot isarkens inre, förorsakar tunnningen av isen reträttning av jordlinjen följt av en ökning av det yttre isflödet, ytterligare tunnning av ismarginalen och ytterligare reträtt av jordlinjen. Kredit: IPCC SROCC (2019) Fig CB8.1a Illustration av Marine Ice Sheet Instability eller MISI. Tunnning av den stärkande ishyllan leder till acceleration av isarkflödet och tunnning av den marinavslutade ismarginen. Eftersom berggrunden under isskivan lutar mot isarkens inre, förorsakar tunnningen av isen reträttning av jordlinjen följt av en ökning av det yttre isflödet, ytterligare tunnning av ismarginalen och ytterligare reträtt av jordlinjen. Kredit: IPCC SROCC (2019) Fig CB8.1a

Det är ännu inte klart om MISI-tröskeln har korsats någonstans i Antarktis. Vi vet att jordlinjerna drar sig tillbaka längs Amundsens kustlinje - mest spektakulärt på Thwaites glaciär. Och föraren för reträtten verkar vara relativt varmt havsvatten - cirka 2C varmare än det historiska genomsnittet - som strömmar mot jordlinjen och orsakar starkare än vanligt smälta.

klimatkrisen tippar ponterna 2 22 1

Om instabiliteten inte har börjat och om havets uppvärmning stannar, bör jordlinjen hitta en ny balanspunkt på en ny plats. Men om det har börjat kommer reträtten att fortsätta oavsett vad som händer därefter.

Snabbare flöde

Även om tröskeln har korsats - eller till och med om den korsas i framtiden - kan reträtten fortsätta i olika takt beroende på hur hårt vi "pressade" när det började.

Så här fungerar det. Instabiliteten beror på en balans mellan krafter i isarken. En kraft på grund av tyngdkraften gör att isen flödar med en hastighet som delvis beror på dess tjocklek och dess ytlutning.

En större smälthastighet på den flytande sidan och snabbare flöde över jordlinjen kommer att dra ner isytan snabbare än mindre hastigheter kommer att göra. Den snabbare neddragningen genererar en brantare lutning på ytan och därmed snabbare flöde och snabbare reträtt.

A modelleringsstudie av denna feedback, publicerad förra året, fann att när MISI började med ett större tryck (en större smälthastighet) fortsatte det snabbare än när det började med ett mindre tryck, även efter att den extra smältningen togs bort.

Detta innebär att även om MISI åberopas, kommer att minska globala utsläpp och bromsa uppvärmningen ge mer tid att bli redo för dess konsekvenser.

Isklippor

Det verkar som om det är en andra instabilitetskälla för marinisar - en som spelar in om ishyllorna försvinner helt.

Några av de mest spektakulära bilderna av glaciärförändring är av isberg kalvning - med andra ord, bryta av - från de kraftigt sprickade fronterna av marinavslutande glaciärer.

Denna kalvning orsakas av smältning av undersidan av ishyllan, liksom "hydrofrakturering”- där smältvatten som bildas på ishyllans yta sipprar in i isen och orsakar sprickbildning - eller en kombination av de två.

Hur snabbt kalvningen händer beror på höjden på isklippans yta ovanför vattenlinjen - ju högre klippan står ovanför vattnet, desto större är kalvningshastigheten.

Som fallet med MISI innebär den sjunkande gradienten av havsbotten under WAIS att när isklippan dras in i tjockare is kommer den att fortsätta exponera en allt högre klippa för havet och kalvningshastigheten måste öka.

Denna process, illustrerad nedan, kallas "marin isklippinstabilitet" (MICI). Teorin antyder att där höjden på en glaciärytan överstiger cirka 100 meter över havsytan, kommer klippan att vara för hög för att stödja sin egen vikt. Det kommer därför oundvikligen att kollapsa och utsätta en liknande hög klippa ansikte bakom den, som också kommer att kollapsa. Och så vidare.

IPCC: s SROCC säger att "Thwaites-glaciären är särskilt viktig eftersom den sträcker sig in i det inre av WAIS, där sängen är> 2000 meter under havsytan på platser". (Även om SROCC också noterar att även om MISI kräver att en retrograd bäddlutning ska inträffa, kan MICI till och med inträffa på en plan eller lutande säng.)

Denna nyligen identifierade process är inte lika väl studerad som MISI, men detta kommer säkert att förändras under de kommande åren, eftersom forskare fortsätter att observera snabbt föränderliga system som Thwaites Glacier.

Illustration av Marine Ice Cliff Instability. Om klippan är tillräckligt hög (minst ~ 800 m av den totala istjockleken, eller cirka 100 m is över vattenlinjen), överskrider spänningarna vid klippans yta styrkan på isen, och klippan misslyckas strukturellt vid upprepade kalvningshändelser. Kredit: IPCC SROCC (2019) Fig CB8.1b Illustration av Marine Ice Cliff Instability. Om klippan är tillräckligt hög (minst ~ 800 m av den totala istjockleken, eller cirka 100 m is över vattenlinjen), överskrider spänningarna vid klippans yta styrkan på isen, och klippan misslyckas strukturellt vid upprepade kalvningshändelser. Kredit: IPCC SROCC (2019) Bild CB8.1b

A Natur studie 2016 på MICI drog slutsatsen att Antarktis ”har potential att bidra med mer än en meter havsnivåökning med 2100 och mer än 15 meter med 2500”. Nyare forskning drog slutsatsen att detta sannolikt kommer att vara en överskattning, men noterade att det ännu inte är klart vilken roll MICI kan spela i århundradet. En annan studie har också föreslagit att snabb isförlust genom MICI kan mildras av en långsammare förlust av ishyllorna som håller glaciärerna tillbaka.

Tröskel nära

Sent förra året, a stort team av modellerare bedömde olika studier av isarkens svar på Paris klimatmål för att hålla den globala genomsnittliga uppvärmningen "långt under" 2C.

Modellerna pekar alla i samma riktning. Nämligen att tröskeln för oåterkallelig isförlust i både Grönlands isark och WAIS ligger någonstans mellan 1.5C och 2C global genomsnittlig uppvärmning. Och vi är redan kl lite mer än 1C uppvärmning just nu.

Detta 1.5-2C-fönster är nyckeln till ”överlevnaden av Antarktiska ishyllor”, förklarade granskningsdokumentet, och därmed deras ”stärkningseffekt” på glaciärer som de håller tillbaka.

Ordlista: RCP2.6: RCP: er (representativa koncentrationsvägar) är scenarier för framtida koncentrationer av växthusgaser och andra krafter. RCP2.6 (även ibland kallad ”RCP3-PD”) är ett ”topp- och nedgångsscenario” där stränga begränsningar.

En annan tröskel kan ligga mellan 2C och 2.7C, tilllade författarna. Att nå denna nivå av global temperaturökning kan utlösa "aktivering av flera större system, såsom Ross och Ronne-Filchner dräneringsbassänger, och uppkomsten av mycket större SLR-bidrag". 

Ross och Ronne-Filchner är de två största ishyllorna i Antarktis. Dessa kan minskas avsevärt "inom 100–300 år", en annan studie säger, i scenarier där globala utsläpp överstiger RCP2.6-scenario. Denna utsläppsväg anses generellt vara förenlig med att begränsa uppvärmningen till 2C.

Dessa slutsatser innebär att förhindrande av betydande isförlust i Antarktis förlitar sig på att begränsa globala utsläpp till - eller under - RCP2.6. Som papperet avslutar: "Att korsa dessa trösklar innebär engagemang för stora isarkförändringar och SLR som kan ta tusentals år att bli fullständigt realiserade och vara oåterkalleliga på längre tider.

Om författaren

Prof Christina Hulbe, geofysiker vid National School of Surveying vid University of Otago på Nya Zeeland.

Denna artikel publicerades ursprungligen på Carbon Brief

relaterade böcker

Klimatförändring: Vad alla behöver veta

av Joseph Romm
0190866101Den väsentliga grunden för vad som kommer att bli den avgörande frågan om vår tid, Klimatförändring: Vad alla behöver veta är en tydlig överblick över vetenskapens, konflikterna och konsekvenserna av vår uppvärmningsplan. Från Joseph Romm, chefvetenskapliga rådgivare för National Geographic's År av Living Dangerously serier och en av Rolling Stone's "100-personer som förändrar Amerika" Klimatförändring erbjuder användarvänliga, vetenskapligt stränga svar på de svåraste (och oftast politiserade) frågorna kring vilken klimatolog Lonnie Thompson har ansett "en klar och nuvarande fara för civilisationen". Finns på Amazon

Klimatförändring: Vetenskapen om global värme och vår energi Framtidens andra utgåvan Edition

av Jason Smerdon
0231172834Denna andra upplagan av Klimatförändring är en tillgänglig och omfattande guide till vetenskapen bakom global uppvärmning. Exklusivt illustrerad, texten riktas mot studenter på olika nivåer. Edmond A. Mathez och Jason E. Smerdon ger en bred, informativ introduktion till vetenskapen som ligger till grund för vår förståelse av klimatsystemet och effekterna av mänsklig aktivitet på uppvärmningen av vår planet.Mathez och Smerdon beskriver rollerna som atmosfären och havet spela i vårt klimat, introducera begreppet strålningsbalans och förklara klimatförändringar som inträffade tidigare. De beskriver också de mänskliga aktiviteter som påverkar klimatet, som växthusgas och aerosolutsläpp och avskogning samt effekterna av naturfenomen.  Finns på Amazon

Vetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs

av Blair Lee, Alina Bachmann
194747300XVetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs använder text och arton hands-on-aktiviteter att förklara och undervisa vetenskapen om global uppvärmning och klimatförändringar, hur människor är ansvariga och vad som kan göras för att sakta eller stoppa graden av global uppvärmning och klimatförändringar. Denna bok är en komplett, omfattande guide till ett viktigt miljöämne. Ämnen som omfattas av denna bok är: hur molekyler överför energi från solen för att värma atmosfären, växthusgaser, växthuseffekten, den globala uppvärmningen, den industriella revolutionen, förbränningsreaktionen, återkopplingsslingorna, förhållandet mellan väder och klimat, klimatförändringar, kolsänkor, utrotning, kolavtryck, återvinning och alternativ energi. Finns på Amazon

Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

SENASTE FILMER

Den stora klimatmigrationen har börjat
Den stora klimatmigrationen har börjat
by super~~POS=TRUNC
Klimatkrisen tvingar tusentals runt om i världen att fly eftersom deras hem blir alltmer obeboeliga.
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
by Alan N Williams, et al
I den senaste rapporten från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) sägs att utan en väsentlig minskning ...
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
by Toby Tyrrell
Det tog evolution 3 eller 4 miljarder år att producera Homo sapiens. Om klimatet helt hade misslyckats bara en gång i det ...
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
by Brice Rea
Slutet av den sista istiden, för cirka 12,000 XNUMX år sedan, kännetecknades av en sista kall fas kallad Younger Dryas ...
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
by Frank Wesselingh och Matteo Lattuada
Tänk dig att du befinner dig vid kusten och tittar ut mot havet. Framför dig ligger 100 meter karg sand som ser ut som en ...
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lära oss mycket om klimatförändringar från Venus, vår systerplanet. Venus har för närvarande en yttemperatur på ...
Fem klimattroar: En kraschkurs i felaktig klimatinformation
De fem klimattroerna: en kraschkurs i felaktig klimatinformation
by John Cook
Den här videon är en kraschkurs i klimatinformation som sammanfattar de viktigaste argumenten som används för att tvivla på verkligheten ...
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
by Julie Brigham-Grette och Steve Petsch
Varje år krymper havsisskyddet i Arktiska havet till en låg punkt i mitten av september. I år mäter den bara 1.44 ...

SENASTE ARTIKLAR

grön energi2 3
Fyra gröna vätgasmöjligheter för Mellanvästern
by Christian Tae
För att avvärja en klimatkris kommer Mellanvästern, liksom resten av landet, att behöva göra koldioxidutsläpp till sin ekonomi helt genom att...
ug83qrfw
Stora hinder för att kräva svar måste upphöra
by John Moore, On Earth
Om federala tillsynsmyndigheter gör det rätta, kan elkunder i Mellanvästern snart kunna tjäna pengar medan...
träd att plantera för klimat2
Plantera dessa träd för att förbättra stadslivet
by Mike Williams-Rice
En ny studie fastställer levande ekar och amerikanska plataner som mästare bland 17 "superträd" som kommer att hjälpa till att göra städer ...
norra havets botten
Varför vi måste förstå havsbottengeologin för att utnyttja vindarna
by Natasha Barlow, docent i kvartär miljöförändring, University of Leeds
För alla länder som är välsignade med enkel tillgång till det grunda och blåsiga Nordsjön kommer havsvind att vara nyckeln till att möta nätet...
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
by Bart Johnson, professor i landskapsarkitektur, University of Oregon
En löpeld som brinner i het, torr bergskog svepte genom Gold Rush -staden Greenville, Kalifornien, den 4 augusti, ...
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
by Alvin Lin
Vid Leader's Climate Summit i april lovade Xi Jinping att Kina kommer att "strikt kontrollera koleldad kraft ...
Blått vatten omgivet av dött vitt gräs
Kartan spårar 30 års extrem snösmältning i USA
by Mikayla Mace-Arizona
En ny karta över extrema snösmältningar under de senaste 30 åren förtydligar processerna som driver snabb smältning.
Ett plan tappar röd brandskyddsmedel till en skogsbrand när brandmän parkerade längs en väg ser upp mot den orange himlen
Modellen förutspår 10-åriga skogsbrand, sedan gradvis nedgång
by Hannah Hickey-U. Washington
En titt på den långsiktiga framtiden för skogsbränder förutsäger en första ungefär decennier lång utbrott av skogsbrandaktivitet, ...

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.