[成果]我校John Moore教授发文揭示气候影响冰川崩解机制
在未来一个世纪,冰盖融化和冰川崩解流入海洋的融水是海平面上升最大贡献因子之一。尽管冰川崩解是海平面上升最本质的贡献因子,但是在面对未来气候变化问题时,研究冰川崩解仍是一个重大的挑战。
针对这一重大科学问题,我校全球变化与地球系统科学研究院首席科学家John Moore教授在地球科学顶级期刊Nature Geoscience上发文解释气候变化背景下冰川崩解过程。
文章通讯作者John Moore教授解释说:“在我们这项新的工作中,我们结合了来自斯瓦尔巴群岛、阿拉斯加、格陵兰岛和南极区域的野外数据和理论、计算机模拟结果。”
“我们发现类似于地震现象,尺度从1 m3到1×1012 m3的冰川崩解事件和计算机对数以百万个冰块碎片的模拟结果都遵从统一的统计规律。自然界中这种跨越12个数量级仍有相似规律的现象真的很神奇-比如,地震现象只跨越了8个数量级。”
不同数量级具有相似规律揭示了崩解的冰川和冰盖行为具有“自组织临界系统”(self-organised critical systems)特点,即冰川和冰盖对气候和地形变化响应时,其变化可以发生亚临界前进和超临界后退两种状态。
这意味冰川崩解对驱动因子显著敏感。气候的细微变化对冰川意味着可以引起其小至微小崩解,大至整个冰架分解的响应行为。
这解释了在逐渐变暖的极地地区常见的突然冰架崩解和潮水冰川后退现象。
该文研究结果和理论框架将会提高未来海平面升高预测精度。
有关研究结果是由芬兰-瑞典-美国-中国科学家共同完成的。论文合作单位如下:芬兰科学计算中心; 拉普兰大学北极中心;芬兰气候研究所和芬兰于韦斯屈莱大学物理学院和纳米科学中心。瑞典乌普索拉大学。美国科罗拉多大学北极和高山研究中心;美国阿拉斯加科学中心,美国地质调查局和美国德克萨斯大学地球物理研究中心。
海上冰块崩解的计算机模拟图像。现实中冰块位置应在继续偏左的陆地。由于冰块被裂缝减弱,计算机模拟是在数百万个体积为立方米的小冰块上完成的。
阿拉斯加冰川悬崖崩解入海鸟瞰图(冰川悬崖前段被各种大小冰川碎片覆盖)。拍摄者:E. Welty
冰川崩解事件(拍摄者:T. Bartholomaus)
(全球变化与地球系统科学研究院)