Ледяной щит Гренландии покрывает 1,7 миллиона квадратных километров (660 200 квадратных миль) в Арктике. Если он полностью растает, глобальный уровень моря поднимется примерно на 7 метров (23 фута), но ученые не уверены, как быстро может растаять ледяной щит. Моделирование переломных моментов, которые представляют собой критические пороги, при которых поведение системы необратимо меняется, помогает исследователям выяснить, когда может произойти это таяние.
Частично основанное на выбросах углерода, новое исследование с использованием моделирования определило две переломные точки для ледяного щита Гренландии: выброс 1000 гигатонн углерода в атмосферу приведет к таянию южной части ледяного щита; около 2500 гигатонн углерода означают безвозвратную потерю почти всего ледяного щита.
Выбросив около 500 гигатонн углерода, мы примерно на полпути к первому переломному моменту.
«Первая точка невозврата находится недалеко от сегодняшних климатических условий, поэтому мы рискуем пересечь ее», — сказал Деннис Хёнинг, климатолог из Потсдамского института исследований воздействия климата, который руководил исследованием. «Как только мы начнем скользить, мы упадем с этой скалы и не сможем подняться обратно».
Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters .
Ледяной щит Гренландии уже тает; в период с 2003 по 2016 год он ежегодно терял около 255 гигатонн (миллиардов тонн) льда. На сегодняшний день большая часть таяния приходится на южную часть ледяного щита. Температура воздуха и воды , океанские течения , осадки и другие факторы определяют, насколько быстро тает ледяной щит и где он теряет лед.
Сложность того, как эти факторы влияют друг на друга, наряду с длительными временными масштабами, которые ученые должны учитывать для таяния ледяного щита такого размера, затрудняют прогнозирование того, как ледяной щит будет реагировать на различные сценарии климата и выбросов углерода.
Предыдущие исследования определили глобальное потепление от 1 до 3 градусов по Цельсию (от 1,8 до 5,4 градусов по Фаренгейту) как порог, за которым ледяной щит Гренландии необратимо растает.
Для более полного моделирования того, как реакция ледяного щита на климат может меняться с течением времени, в новом исследовании Хёнинга впервые использовалась комплексная модель всей системы Земли, которая включает все ключевые процессы климатической обратной связи в сочетании с моделью поведения ледяного щита. . Сначала они использовали моделирование с постоянными температурами, чтобы найти равновесные состояния ледяного щита или точки, в которых потеря льда равна приросту льда. Затем они провели серию симуляций на 20 000 лет с выбросами углерода в диапазоне от 0 до 4 000 гигатонн углерода.
Из этих симуляций исследователи вычислили предельный уровень углерода в 1000 гигатонн для таяния южной части ледяного щита и еще более опасный предельный предел для углерода в 2500 гигатонн для исчезновения почти всего ледяного щита.
По мере таяния ледяного щита его поверхность будет находиться на все более низких высотах, подвергаясь воздействию более высоких температур воздуха. Более высокие температуры воздуха ускоряют таяние, заставляя его падать и нагреваться еще больше. Глобальная температура воздуха должна оставаться повышенной в течение сотен лет или даже дольше, чтобы эта петля обратной связи стала эффективной; Хёнинг сказал, что быстрый скачок на 2 градуса Цельсия (3,6 градуса по Фаренгейту) не вызовет его. Но как только лед переступает порог, он неизбежно продолжает таять. Даже если бы содержание углекислого газа в атмосфере сократилось до доиндустриального уровня, этого было бы недостаточно, чтобы позволить ледяному щиту существенно восстановиться.
«Мы не можем продолжать выбросы углерода с той же скоростью намного дольше, не рискуя пересечь переломный момент», — сказал Хёнинг. «Большая часть ледяного щита не растает в следующем десятилетии, но не пройдет много времени, прежде чем мы больше не сможем бороться с этим».
