Ny model til måling af islagsbevægelser kan forbedre forudsigelser om stigning i havniveau

Et netop udgivet papir i Videnskab ændrer formlen forskere bør bruge, når de estimerer hastigheden på enorme iskapper i Grønland og Antarktis, der strømmer ud i havet og driver stigende havniveauer rundt om i verden.

Ændringen i formlen til forudsigelse af isstrøm-eller basal glidning-reducerer "den største usikkerhed" ved forudsigelse af fremtidig stigning i havniveau. Det blev tilskyndet ved at analysere data fra 140 gletschere i Grønland.

University of Kansas forskere Leigh Stearns, lektor i geologi og forsker ved Center for Remote Sensing of Ice Sheets, og Cornelis van der Veen, professor i geografi, opdaget friktion - eller "basal træk" - mellem iskapper og den hårde seng nedenunder har ingen indflydelse på, hvor hurtigt gletsjere flyder.

Dette fund kaster en forestilling ud, der har farvet skøn over gletsjerhastighed i årtier.

"Basal glidning er en af ​​de vigtigste ting, vi forsøger at måle i glaciologi og en af ​​de sværeste at måle, "sagde Stearns." Vores papir siger, at den parameter, der er mest brugt i ismodeller, er forkert - Weertman -modellen - udviklet i 1950'erne baseret på en teoretisk ramme om, hvor hurtigt isen bevæger sig ved sengen, er baseret på friktion og mængden af ​​vand ved sengen. Vi siger, at friktion ikke betyder noget. "

I stedet, KU -forskerne fandt subglacialt vandtryk, vandtrykket mellem bunden af ​​indlandsisen og den hårde seng nedenunder, styrer hastigheden af ​​isstrømmen.

En del af deres arbejde omfattede en analyse af årtiers gamle undersøgelser af vandtryk under bjerggletsjere, som "stort set er blevet overset af det glaciologiske samfund." Stearns og van der Veen parrede bjerg-gletsjerresultaterne med de seneste observationer af overfladehastighed fra udløbsgletsjerne i Grønland.

"Vi kan beregne friktionen ved gletsjernes seng ved at undersøge rumlige mønstre af overfladehastighed. Overraskende nok, vi fandt ud af, at de to slet ikke er korrelerede. Tryk er anderledes og meget sværere at måle. Vi ved, hvad trykket ved enden er, fordi gletscheren flyder der, og vi kan beregne up-flow tryk baseret på istykkelse. Det er ikke et perfekt skøn, men det giver os en god første tilnærmelse. Hvis vi kunne, vi ville elske at putte boringer i alle 140 gletschere omkring Grønland og måle vandtrykket direkte, men det er ikke praktisk. "

Stearns og van der Veen fandt sammenhængen mellem undertrykket vandtryk i Grønlands udløbsgletsjere opstillet med målinger taget fra bjerggletsjerne i 1980'erne, hvilket indebærer, at processerne til glidende variationer også ligner hinanden.

"Den forenklede glideforhold kan passende gengive rumlige mønstre af ishastighed, "sagde KU -forskerne." Dette står i stærk kontrast til nuværende modelleringsteknikker, som indebærer indstilling af den glidende parameter for at matche observerede hastigheder. "

"Modeller, der bruges til at forudsige ændringer i havniveau, er upræcise, fordi vi ikke direkte kan måle processer, der sker ved sengen, "Stearns sagde." Nuværende modeller, der bruger Weertman -løsninger, kræver tuning til at matche observationer. Det er en ufuldkommen måde at gøre, hvad der skal gøres for at komme med skøn. Den har mange knapper. Med denne nye parameter, Vi forsøger at reducere den nødvendige tuning. "

Selvom "folk ventede på, at nogen skulle udfordre Weertman, folk vidste, at det skulle forbedres, "Stearns sagde, at hun var bekymret for at forårsage forstyrrelser hos forskere, der havde stolet på den ældre model til tidligere forskning.

"Jeg var lidt nervøs, "sagde hun." Jeg var ængstelig, fordi det negerer, hvad folk har brugt et stykke tid. Det sætter spørgsmålstegn ved den model, de bruger. Men reaktionen har været positiv indtil videre. Folk har opmuntret til en ny systematisk tilgang til en glidende lov. "

Stearns har for meget ydmyghed til at kalde sin nye formel "Stearns -modellen, "selvom det forbedrer og erstatter den mindre præcise" Weertman -model, "opkaldt efter forskeren, der udtænkte det.

Hun understregede, at hendes reviderede formel er en del af den selvkorrigerende natur ved videnskabelig undersøgelse og burde ikke kaste tvivl om klimavidenskaben eller den ubønhørlige stigning i havniveauet rundt om i verden, efterhånden som mere is fra Grønland og Antarktis smelter i havet.

"Jeg håber, det hjælper folk med at tro på vores fremskrivninger, "sagde hun." Dette er mere baseret på fysiske processer og mindre på ting, du skal indstille af en eller anden grund. Noget, der forbedrer, hvordan vi modellerer iskapper i fremtiden, er en god ting - hvordan reagerer iskapper på klimaændringer? Med disse modelforbedringer, vi kommer et skridt tættere på en virkelig præcis forståelse. "