Undersøgelse forudsiger mere langsigtet stigning i havniveauet fra grønlandsk is

Grønlands smeltende indlandsis kan generere flere havstigninger end tidligere antaget, hvis drivhusgasemissioner fortsætter med at stige og varme atmosfæren med deres nuværende hastighed, ifølge en ny modelundersøgelse. Studiet, som brugte data fra NASAs Operation IceBridge luftbårne kampagne, blev offentliggjort i Videnskab fremskridt i dag. I de næste 200 år, iskappemodellen viser, at smeltning med den nuværende hastighed kan bidrage med 19 til 63 tommer til global havstigning, sagde teamet ledet af forskere ved Geophysical Institute ved University of Alaska Fairbanks. Disse tal er mindst 80 procent højere end tidligere estimater, som forudsagde op til 35 tommer havstigning fra Grønlands is.

Teamet kørte modellen 500 gange ud til år 3000 for hvert af tre mulige fremtidige klimascenarier, justering af nøglejord, is, hav og atmosfæriske variabler for at teste deres virkninger på issmeltningshastigheden. De tre klimascenarier afhænger af mængden af ​​drivhusgasemissioner i atmosfæren i de kommende år. I scenariet uden reduktion af emissioner, undersøgelsen fandt ud af, at hele det grønlandske islag sandsynligvis vil smelte om et årtusinde, forårsager 17 til 23 fod havstigning.

I scenariet, hvor emissionerne er stabiliseret i slutningen af ​​århundredet frem for at fortsætte med at stige, modellen viser, at istab falder til 26-57 procent af den samlede masse med 3000. Drastisk begrænsende emissioner, så de begynder at falde i slutningen af ​​århundredet, kan begrænse istabet til 8-25 procent. Dette scenario ville producere op til seks fod havstigning i det næste årtusinde, ifølge undersøgelsen.

Den opdaterede model repræsenterer mere præcist strømmen af ​​outlet -gletsjere, de flodlignende islegemer, der forbinder til havet. Outlet gletsjere spiller en central rolle i, hvordan islag smelter, men tidligere modeller manglede data til tilstrækkeligt at repræsentere deres komplekse flowmønstre. Undersøgelsen viste, at smeltende udløbsgletsjere kunne tegne sig for op til 40 procent af den ismasse, der mistede fra Grønland i de næste 200 år.

Ved at inkorporere istykkelsesdata fra IceBridge og identificere kilder til statistisk usikkerhed i modellen, undersøgelsen skaber et mere præcist billede af, hvordan menneskeskabte drivhusgasemissioner og et opvarmende klima kan påvirke Grønland i fremtiden.

Et klarere billede

Optagelse af den ændrede strømning og hastighed af udløbsgletsjersmeltningen gør den opdaterede ismodel mere præcis end tidligere modeller, ifølge forfatterne. Da havvandene er blevet varmere i løbet af de sidste 20 år, de har smeltet den flydende is, der afskærmede udløbsgletsjerne fra deres stigende temperaturer. Som resultat, udløbsgletsjerne flyder hurtigere, smelte og blive tyndere, med islagets sænkende overflade, der udsætter ny is for varm luft og også smelter.

"Når vi havde adgang til satellitobservationer, vi var i stand til at fange overfladehastigheden på hele det grønlandske islag og se, hvordan isen flyder. Vi erkendte, at nogle udløbsgletsjere flyder meget hurtigt - størrelsesordener hurtigere end det indvendige af indlandsisen, "sagde hovedforfatter Andy Aschwanden, en forskningslektor ved University of Alaska Fairbanks 'Geophysical Institute.

IceBridge's detaljerede istykkelsesmålinger hjalp teamet med at være de første til at modellere disse områder, hvor udløbsgletsjere påvirkes af varmere havvand, samt at modellere flere af de komplekse tilbagemeldinger og processer, der påvirker istab end tidligere muligt. De undersøgte betydningen af ​​faktorer som undervandssmeltning, store isstykker, der bryder af gletsjere, ændrede snefaldshastigheder og stigende lufttemperaturer. De undersøgte også faktorer, der kunne bremse istab, som bevægelsen af ​​Jordens overflade, der "hopper tilbage" fra isens vægt, der ikke længere er der.

"I sidste ende, gletsjere flyder ned ad bakke, "Sagde Aschwanden." Det er meget forenklet, men hvis du ikke ved, hvor ned ad bakke er, modellen kan aldrig gøre et godt stykke arbejde. Så den vigtigste bidragyder til at forstå isstrømmen er at vide, hvor tyk isen er. "

Hvert af de tre emissionsscenarier, der blev brugt i undersøgelsen, producerede forskellige mønstre af is tilbagetrækning i hele Grønland. Det mindst alvorlige scenario viste, at isen trak sig tilbage i vest og nord, mens det moderate scenario viste, at is tilbagetog rundt om øen, undtagen i de højeste højder. Det mest alvorlige scenario, hvor emissionerne fortsat stiger med deres nuværende hastighed, viste mere end halvdelen af ​​modelkørslerne, der tabte mere end 99 procent af indlandsisen med 3000.

På sit tykkeste sted, Grønlands indlandsis står i øjeblikket mere end 10, 000 fod over havets overflade. Det stiger højt nok op i atmosfæren til at ændre vejret omkring det, som bjerge gør. I dag, dette vejrmønster genererer næsten nok snefald til at kompensere for mængden af ​​naturligt smeltende is hvert år. I fremtiden, imidlertid, smeltning og strømning vil tynde det indre, sænke det ned i et lag af atmosfæren, der mangler de nødvendige betingelser for tilstrækkelig genopfyldning af snefald.

"I det varmere klima, gletsjere har mistet de områder, hvor der falder mere sne end smelter om sommeren, hvor ny is dannes, "sagde Mark Fahnestock, forskningsprofessor ved Geophysical Institute og undersøgelsens anden forfatter. "De er som isklumper i en åben køler, der smelter væk, og ingen putter mere is i køleren. "

Teamet understregede, at på trods af behovet for løbende forskning om præcis, hvordan gletsjere vil bevæge sig og smelte som reaktion på opvarmningstemperaturer, alle modelkørslerne viser, at de næste par årtier vil være afgørende for indlandsisens fremtidige resultat.

"Hvis vi fortsætter som normalt, Grønland vil smelte, "Sagde Aschwanden." Hvad vi gør lige nu med hensyn til emissioner, i den nærmeste fremtid, vil have en stor langsigtet indvirkning på det grønlandske islag, og i forlængelse heraf, hvis det smelter, til havets overflade og det menneskelige samfund. "

Broer datagabet

Modelkørslerne blev udført på højtydende supercomputere på NASAs Ames Research Center og University of Alaska Fairbanks (UAF) ved hjælp af Parallel Ice Sheet Model (PISM), en open source-model udviklet på UAF og Potsdam Institute for Climate Impact Research. NASA leverede også finansieringsstøtte til undersøgelsen. Mens andre ismodeller kunne udføre de simuleringer, de gjorde, holdet sagde, PISM er unik for sin høje opløsning og lave beregningsomkostninger.

NASA's Operation IceBridge er verdens største luftbårne undersøgelse af polar land og havis. Ved hjælp af en vifte af fly og videnskabelige instrumenter, IceBridge har indsamlet data mellem slutningen af ​​den første Ice, Cloud og Land Elevation Satellite (ICESat) mission i 2010 og den anden, ICESat-2, som blev lanceret i 2018. Den har målt isens højde under dens flyvebane samt grundfjeldet under iskapperne.

"NASA's rum- og luftbårne kampagner, som IceBridge, grundlæggende har transformeret vores evne til at prøve at få en model til at efterligne ændringerne på indlandsisen, "Fahnestock sagde." Teknologien, der tillader forbedret billeddannelse af gletsjerbedet, er som et bedre par briller, så vi kan se mere tydeligt. Kun NASA havde et fly med de instrumenter og teknologi, vi havde brug for, og kunne gå, hvor vi skulle hen. "

Bannerbillede:Den grønlandske indlandsis er den næststørste ismasse i verden, dækker cirka 650, 000 square miles of Greenland's surface. If it melts completely, it could contribute up to 23 feet of sea level rise, according to a new study using data from NASA's Operation IceBridge.