Антарктический ледяной покров - Antarctic ice sheet

Спутниковый композитный снимок Антарктиды.
Тенденции изменения температуры кожи в Антарктике в период с 1981 по 2007 год на основе тепловых инфракрасных наблюдений, выполненных серией спутниковых датчиков NOAA. Тенденции температуры кожи не обязательно отражают тенденции температуры воздуха.[1]
Изменения полярных климатических температур на протяжении Кайнозойский, показывая оледенение Антарктиды к концу эоцен, таяние ближе к концу Олигоцен и последующие Миоцен повторное оледенение.

В Антарктический ледяной покров один из двух полярные ледяные шапки из земной шар. Он покрывает около 98% Антарктика континент и является наибольшей отдельной массой лед на земле. Он занимает площадь почти 14 миллионов квадратных километров (5,4 миллиона квадратных миль) и содержит 26,5 миллиона кубических километров (6 400 000 кубических миль) льда.[2] Кубический километр льда весит приблизительно одну метрическую гигатонну, а это означает, что ледяной покров весит 26 500 000 гигатонн. Примерно 61 процент всех пресная вода на Земле проводится в Антарктике ледяной покров, что соответствует примерно 58-метровому повышению уровня моря.[3] В Восточная Антарктида, ледяной щит опирается на основную массу суши, а в Западная Антарктида дно может простираться более чем на 2500 м ниже уровня моря.

Спутниковые измерения НАСА указывают на все еще увеличивающуюся толщину листа над континентом, перевешивая потери на краю.[4] Причины этого до конца не изучены, но предположения включают климатическое воздействие на океан и атмосферную циркуляцию озоновая дыра,[5] и / или более низкие температуры поверхности океана по мере того, как потепление глубинных вод тает шельфовые ледники.[6]

История

Обледенение Антарктиды началось в середине эоцен около 45,5 миллионов лет назад[7] и обострилась во время Эоцен-олигоценовое вымирание около 34 миллионов лет назад. CO2 уровней тогда было около 760 промилле[8] и снижалась по сравнению с предыдущими уровнями в тысячи частей на миллион. Уменьшение содержания углекислого газа с критической точкой 600 ppm было основным фактором, способствующим оледенению Антарктики.[9] Оледенению способствовал период, когда на орбите Земли было прохладное лето, но цикл отношения изотопов кислорода изменения маркеров были слишком большими, чтобы их можно было объяснить только ростом антарктического ледникового покрова, что указывает на Ледниковый период некоторого размера.[10] Открытие Прохождение Дрейка возможно, тоже сыграл свою роль[11] хотя модели изменений предполагают снижение CO2 уровни были важнее.[12]

Ледяной покров Западной Антарктики несколько уменьшился в период раннего теплого периода. Плиоцен эпоха, примерно 5–3 миллиона лет назад; за это время Море Росса открыл.[13] Но значительного сокращения наземного ледникового покрова Восточной Антарктики не произошло.[14]

Изменения с конца ХХ века

Температура

Согласно исследованию 2009 года, тенденция средней температуры поверхности Антарктиды на всем континенте является положительной и значимой при> 0,05 ° C / десятилетие с 1957 года.[15][16][17][18]За последние 50 лет в Западной Антарктиде было потепление более чем на 0,1 ° C / десятилетие, и это потепление наиболее сильное зимой и весной. Хотя это частично компенсируется осенним похолоданием в Восточной Антарктиде, этот эффект ограничен 1980-ми и 1990-ми годами.[15][16][17]

Плавающий лед и наземный лед

Смотрите также: Шельфовый ледник и Антарктический морской лед
Изображение Антарктида дифференцируя его суша (темно-серый) от его шельфовых ледников (минимальная протяженность, светло-серый и максимальная протяженность, белая)
Визуализация миссии НАСА Операция IceBridge набор данных BEDMAP2, полученный с помощью лазера и ледопроникающего радара, регистрирующий высоту поверхности, топографию коренных пород и толщину льда.
Топография коренных пород Антарктиды имеет решающее значение для понимания динамического движения континентальных ледяных щитов.

Лед попадает в лист через осадки в виде снега. Затем этот снег уплотняется, образуя ледниковый лед, который под действием силы тяжести движется к берегу. Большая часть его быстро уносится к берегу. ледяные потоки. Затем лед переходит в океан, часто образуя огромные плавающие шельфовые ледники. Эти полки затем тают или теленок прочь дать айсберги которые со временем тают.

Если перенос льда с суши в море уравновешивается снегом, падающим на сушу, то чистый вклад в глобальный уровни моря. Общая тенденция показывает, что потепление климата в южном полушарии будет переносить больше влаги в Антарктиду, вызывая рост внутренних ледяных щитов, в то время как количество отелов вдоль побережья будет увеличиваться, вызывая сокращение этих территорий. В документе 2006 г., основанном на спутниковых данных, измеряются изменения в сила тяжести ледяной массы, предполагает, что общее количество льда в Антарктиде начало уменьшаться в последние несколько лет.[19] В исследовании 2008 года сравнивали лед, покидающий ледяной щит, путем измерения скорости и толщины льда вдоль побережья с количеством снега, накопившимся над континентом. Это обнаружило, что Восточно-антарктический ледяной щит был в равновесии, но Западно-антарктический ледяной щит теряла массу. Во многом это было связано с ускорением ледяных потоков, таких как Ледник Пайн Айленд. Эти результаты хорошо согласуются с изменениями силы тяжести.[20][21] Оценка, опубликованная в ноябре 2012 г. и основанная на ГРЕЙС данных, а также по улучшенной модели изостатической корректировки ледникового покрова обсудили систематическую неопределенность в оценках и, изучив 26 отдельных регионов, оценили среднегодовую потерю массы в размере 69 ± 18 Гт / год с 2002 по 2010 гг. (повышение уровня моря на 0,16 ± 0,043 мм / год). Потеря массы была географически неравномерной, в основном происходила по Море Амундсена побережья, в то время как масса Западно-Антарктического ледяного щита была примерно постоянной, а Восточно-Антарктический ледниковый щит увеличился в массе.[22]

Аномалии морского льда в Антарктике примерно следовали модели потепления, причем наибольшее снижение наблюдалось у берегов Западной Антарктиды. Морской лед в Восточной Антарктиде увеличивается с 1978 года, хотя и не со статистически значимой скоростью. Атмосферное потепление напрямую связано с массовыми потерями в Западной Антарктиде в первом десятилетии двадцать первого века. Эта потеря массы, скорее всего, связана с усилением таяния шельфовых ледников из-за изменений в моделях циркуляции океана (которые сами по себе могут быть связаны с изменениями атмосферной циркуляции, которые также могут объяснить тенденции потепления в Западной Антарктиде). В свою очередь, таяние шельфовых ледников вызывает ускорение ледяных потоков.[23] Таяние и исчезновение плавучих шельфовых ледников мало повлияет на уровень моря, что связано с различиями в солености.[24][25][26] Наиболее важным последствием их повышенного таяния является ускорение ледяных потоков на суше, которые поддерживаются этими шельфовыми ледниками.

Недавние наблюдения

Группа ученых из Калифорнийского университета обновила предыдущие результаты с 1979 по 2017 год, которые улучшили временные ряды для более точных результатов. Их статья, опубликованная в январе 2019 года, охватывает четыре десятилетия информации об Антарктиде, показывая общую потерю массы, которая постепенно увеличивается за десятилетие.

40 ± 9 Гт / год с 1979 по 1990 год, 50 ± 14 Гт / год с 1989 по 2000 год, 166 ± 18 Гт / год с 1999 по 2009 год и, наконец, 252 ± 26 Гт / год с 2009 по 2017 год. Большая часть потери массы находился в секторе моря Амундсена, потери которого достигли 159 ± 8 Гт / год. Есть районы, которые совсем не пострадали, например, шельфовый ледник Ист-Росс.

Это улучшенное исследование показало ускорение почти на 280% за четыре десятилетия. Исследование ставит под сомнение предыдущие гипотезы, такие как мнение о том, что сильное таяние началось в 1940-1970-х годах, предполагая, что более недавние антропогенные действия вызвали ускоренное таяние.[27]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ НАСА (2007). «Два десятилетия изменения температуры в Антарктиде». Обсерватория Земли Новости. В архиве из оригинала 20 сентября 2008 г.. Получено 2008-08-14. Изображение НАСА Роберта Симмона, основанное на данных Джои Комизо, GSFC.
  2. ^ Амос, Джонатан (2013-03-08). «BBC News - Измерен объем льда в Антарктике». Bbc.co.uk. Получено 2014-01-28.
  3. ^ П. Фретвелл; Х. Д. Притчард; и другие. (31 июля 2012 г.). «Bedmap2: улучшенные наборы данных о ледяном дне, поверхности и толщине для Антарктиды» (PDF). Криосфера. Получено 1 декабря 2015. Используя данные, в основном собранные в 1970-х годах, Drewry et al. (1992) оценили потенциальный вклад антарктических ледяных щитов на уровень моря в диапазоне 60-72 м; для Bedmap1 это значение было 57 м (Lythe et al., 2001), а для Bedmap2 - 58 м.
  4. ^ https://www.nasa.gov/feature/goddard/nasa-study-mass-gains-of-antarctic-ice-sheet-greater-than-losses
  5. ^ Тернер, Джон; Оверленд, Джим (2009). «Противопоставление изменения климата в двух полярных регионах» (PDF). Полярные исследования. 28 (2). Дои:10.3402 / polar.v28i2.6120.
  6. ^ Bintanja, R .; van Oldenborgh, G.J .; Drijfhout, S. S .; Wouters, B .; Кацман, К.А. (31 марта 2013 г.). «Важная роль в потеплении океана и увеличении таяния шельфового ледника в расширении антарктического морского льда». Природа Геонауки. 6 (5): 376–379. Bibcode:2013НатГе ... 6..376B. Дои:10.1038 / ngeo1767.
  7. ^ Седиментологические доказательства образования ледникового покрова Восточной Антарктики в эоцене / олигоцене Палеогеография, палеоклиматология и палеоэкология ISSN 0031-0182, 1992, т. 93, №1-2, с. 85–112 (3 стр.)
  8. ^ Новый CO2 данные помогают раскрыть секреты образования Антарктики 13 сентября 2009 г.
  9. ^ Pagani, M .; Huber, M .; Liu, Z .; Bohaty, S.M .; Henderiks, J .; Sijp, W .; Krishnan, S .; Деконто, Р. М. (2011). «Падение уровня углекислого газа привело к образованию полярного ледяного покрова, - показывают исследования». Наука. 334 (6060): 1261–1264. Bibcode:2011Научный ... 334.1261P. Дои:10.1126 / science.1203909. PMID  22144622. S2CID  206533232. Получено 2014-01-28.
  10. ^ Коксалл, Хелен К. (2005). «Быстрое ступенчатое начало антарктического оледенения и более глубокая компенсация кальцита в Тихом океане». Природа. 433 (7021): 53–57. Bibcode:2005Натура 433 ... 53С. Дои:10.1038 / природа03135. PMID  15635407. S2CID  830008.
  11. ^ Дистер-Хаас, Лизелотта; Зан, Райнер (1996). «Переход от эоцена к олигоцену в Южном океане: история циркуляции водных масс и биологическая продуктивность». Геология. 24 (2): 163. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1996) 024 <0163: EOTITS> 2.3.CO; 2.
  12. ^ ДеКонто, Роберт М. (2003). "Быстрое кайнозойское оледенение Антарктиды, вызванное снижением содержания CO в атмосфере.2". Природа. 421 (6920): 245–249. Bibcode:2003Натура.421..245Д. Дои:10.1038 / природа01290. PMID  12529638. S2CID  4326971.
  13. ^ Найш, Тимоти; и другие. (2009). "Колебания ледникового покрова Западной Антарктиды в наклонном темпе плиоцена". Природа. 458 (7236): 322–328. Bibcode:2009Натура.458..322Н. Дои:10.1038 / природа07867. PMID  19295607. S2CID  15213187.
  14. ^ Shakun, Джереми Д .; и другие. (2018). «Минимальное отступление восточно-антарктического ледяного щита на сушу за последние восемь миллионов лет». Природа. 558 (7709): 284–287. Дои:10.1038 / s41586-018-0155-6. PMID  29899483. S2CID  49185845.
  15. ^ а б Эрик Стейг (21.01.2009). «Температура в Западной Антарктиде за последние 50 и 200 лет» (PDF). Получено 2009-01-22.
  16. ^ а б Стейг, Эрик. "Биография". Архивировано из оригинал 29 декабря 2008 г.. Получено 2009-01-22.
  17. ^ а б Steig, E. J .; Schneider, D. P .; Rutherford, S.D .; Mann, M.E .; Comiso, J.C .; Шинделл, Д. Т. (2009). «Потепление поверхности антарктического ледяного покрова после Международного геофизического года 1957 года». Природа. 457 (7228): 459–462. Bibcode:2009Натура.457..459S. Дои:10.1038 / природа07669. PMID  19158794. S2CID  4410477.
  18. ^ Ингхэм, Ричард (22 января 2009 г.). «Глобальное потепление поразило всю Антарктиду». Sydney Morning Herald. Получено 2009-01-22.
  19. ^ Великогна, Изабелла; Вар, Джон; Скотт, Джим (2006-03-02). «Антарктический ледяной покров теряет массу, - говорится в исследовании Университета Колорадо». Колорадский университет в Боулдере. В архиве из оригинала от 9 апреля 2007 г.. Получено 2007-04-21. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  20. ^ Rignot, E .; Bamber, J. L .; Van Den Broeke, M. R .; Дэвис, С .; Li, Y .; Van De Berg, W. J .; Ван Мейджгаард, Э. (2008). «Недавняя потеря массы льда в Антарктике в результате радиолокационной интерферометрии и моделирования регионального климата». Природа Геонауки. 1 (2): 106. Bibcode:2008NatGe ... 1..106R. Дои:10.1038 / ngeo102.
  21. ^ Ригно, Э. (2008). «Изменения в динамике западноантарктического ледяного потока, наблюдаемые с помощью данных ALOS PALSAR». Письма о геофизических исследованиях. 35 (12): L12505. Bibcode:2008GeoRL..3512505R. Дои:10.1029 / 2008GL033365.
  22. ^ King, M. A .; Bingham, R.J .; Moore, P .; Whitehouse, P.L .; Bentley, M. J .; Милн, Г. А. (2012). «Нижние спутниково-гравиметрические оценки вклада уровня моря в Антарктике». Природа. 491 (7425): 586–589. Bibcode:2012Натура.491..586K. Дои:10.1038 / природа11621. PMID  23086145. S2CID  4414976.
  23. ^ Пейн, А. Дж .; Vieli, A .; Shepherd, A. P .; Wingham, D. J .; Ригно, Э. (2004). «Недавнее резкое истончение крупнейшего ледяного потока в Западной Антарктике, вызванное океанами». Письма о геофизических исследованиях. 31 (23): L23401. Bibcode:2004GeoRL..3123401P. CiteSeerX  10.1.1.1001.6901. Дои:10.1029 / 2004GL021284.
  24. ^ Питер Нёрдлингер, PHYSORG.COM «Таяние плавающих льдов поднимет уровень моря»
  25. ^ Noerdlinger, P.D .; Брауэр, К. (Июль 2007 г.). «Таяние плавучего льда поднимает уровень океана» (PDF). Международный геофизический журнал. 170 (1): 145–150. Bibcode:2007GeoJI.170..145N. Дои:10.1111 / j.1365-246X.2007.03472.x.
  26. ^ Jenkins, A .; Холланд, Д. (август 2007 г.). «Таяние плавучих льдов и повышение уровня моря». Письма о геофизических исследованиях. 34 (16): L16609. Bibcode:2007GeoRL..3416609J. Дои:10.1029 / 2007GL030784.
  27. ^ Ригно, Эрик; Мужино, Жереми; Шойхль, Бернд; ван ден Брок, Михиэль; van Wessem, Melchior J .; Морлихем, Матье (22 января 2019 г.). «Четыре десятилетия баланса массы антарктического ледяного щита с 1979 по 2017 год». Труды Национальной академии наук. 116 (4): 1095–1103. Дои:10.1073 / pnas.1812883116. ISSN  0027-8424. ЧВК  6347714. PMID  30642972.

внешняя ссылка

Координаты: 90 ° ю.ш. 0 ° в.д. / 90 ° ю.ш.0 ° в. / -90; 0