科学家质疑南极冰川崩溃的大胆预测

近年来，关于地球气候的头条新闻主要是令人震惊的事件，如肆虐的野火、威力更大的飓风、毁灭性的洪水和强烈的热浪，几乎没有正面新闻的空间。然而，由达特茅斯大学领导的一项新研究报告指出，关于地球极地冰原融化后世界海洋会上升多高的最坏预测之一是极不可能发生的--尽管该报告强调格陵兰岛和南极洲的冰加速流失依然是非常可怕的。

这项研究对联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）评估最新气候研究和预测气候危机长期和近期影响的最新高调报告中的一项新的惊人预测提出了质疑。IPCC 的第六次评估报告于去年全文发布，其中提出了一种可能的情况，即南极洲冰盖的崩塌将使南极洲到 2100 年对全球平均海平面的影响比其他模型预测的高出两倍，到 2300 年则高出三倍。

尽管 IPCC 将这一预测定为"低可能性"，但模型预测的世界海洋上升 50 英尺的可能性使其在报告中占有一席之地。如果上升幅度达到这一水平，佛罗里达半岛将被淹没，只有从盖恩斯维尔（Gainesville）到奥基乔比湖（Lake Okeechobee）以北的一片内陆高地除外，佛罗里达州的沿海城市也将被淹没。

但这一预测是基于一种新的假设机制，即冰原--覆盖极地地区的厚厚陆基冰川--是如何退缩和碎裂的。研究人员在《科学进展》（Science Advances）杂志上报告说，这种机制被称为海洋冰崖不稳定性（MICI），尚未被观测到，迄今为止只用一个低分辨率模型进行过测试。

研究人员用三个高分辨率模型对 MICI 进行了测试，这些模型能更准确地捕捉冰原的复杂动态。他们模拟了南极洲斯维斯冰川的消退过程。斯维斯冰川宽 75 英里，因其加速融化的速度和可能使全球海平面上升两英尺多而被昵称为"末日冰川"。他们的模型显示，即使是岌岌可危的思韦特斯冰川也不太可能像国际冰川研究所预测的那样在 21 世纪迅速崩塌。

该论文的通讯作者、达特茅斯大学地球科学教授马蒂厄-莫里赫姆说，这些发现表明，IPCC报告中包含的极端预测所依据的物理学是不准确的，这会对现实世界产生影响。莫里赫姆说，政策制定者在考虑建造海堤等物理屏障，甚至迁移低洼地区居民时，有时会使用这些高估算模型。

"这些预测实际上正在改变人们的生活。政策制定者和规划者依赖于这些模型，他们经常关注的是高端风险。他们不想在设计解决方案时，发现威胁比他们想象的还要严重。我们并不是在说南极是安全的，海平面不会继续上升--我们的所有预测都显示冰盖会迅速后退。但高端预测对海岸规划很重要，我们希望它们在物理学方面是准确的。在这种情况下，我们知道这种极端预测在 21 世纪不太可能发生。"

进一步研究和持续关注的问题

Morlighem 与达特茅斯大学 Thayer 工程学院副教授 Hélène Seroussi 以及密歇根大学、苏格兰爱丁堡大学和圣安德鲁斯大学、英国诺森比亚大学和斯特林大学的研究人员合作。

MICI 背后的理念是，如果冰架--陆基冰原的漂浮延伸部分--迅速坍塌，就有可能使构成冰原外缘的冰崖暴露在外，失去支撑。如果这些悬崖足够高，它们就会在自身重量的作用下断裂，露出更高的悬崖，导致冰盖像一排多米诺骨牌一样向内部坍塌，从而迅速后退。这些冰融化后会流入海洋，从而导致海平面急剧上升。

但《科学进展》的作者发现，冰川崩塌并没有那么简单，也没有那么快。"每个人都同意悬崖崩塌是真实存在的--悬崖太高就会崩塌。问题是崩塌的速度有多快，"Morlighem 说。"但我们发现，后退的速度远没有最初模拟中假设的那么快。当我们使用一个更符合物理学约束的速度时，我们发现冰崖的不稳定性从未出现过"。

研究人员重点研究了斯维斯冰川，因为该冰川已被确认为特别容易崩塌，因为其支撑冰架不断破裂。研究人员模拟了斯韦思冰川在假设冰架突然崩塌后的 100 年后退，以及在实际后退速度下的 50 年后退。

在所有的模拟中，研究人员发现斯维斯的冰崖从未以 MICI 所建议的速度向内陆退缩。相反，如果没有冰架的阻挡，冰川向海洋的运动会迅速加快，导致冰原向内陆扩张。这种加速运动也使冰川边缘的冰层变薄，从而降低了冰崖的高度和坍塌的可能性。

Seroussi说："我们并不是要质疑IPCC报告主要依据的标准、成熟的预测。我们只是质疑这种影响大、可能性小的预测，因为它包含了新的 MICI 过程，而人们对这一过程知之甚少。极地冰原中其他已知的不稳定性仍将在未来几十年甚至几百年的损失中发挥作用。"

例如，极地冰原很容易受到既定的海洋冰原不稳定性（MISI）的影响，该研究的共同作者、爱丁堡大学的冰川学家丹-戈德堡（Dan Goldberg）说。MISI 预测，如果没有冰架的保护，冰川如果位于向冰原内部倾斜的淹没大陆上，就会不稳定地后退。预计这一过程将加速冰川流失，并日益导致海平面上升。

戈德伯格说："虽然我们在21世纪没有观测到MICI，但部分原因是可能导致MISI的过程。无论如何，在未来的几个世纪里，斯维斯很可能会出现不稳定的退缩，这就突出了通过持续的建模和观测来更好地了解冰川将如何应对海洋变暖和冰架崩塌的必要性。"

编译自/ScitechDaily

DOI: 10.1126/sciadv.ado7794