14.3: Лід та зміна клімату

Last updated
Save as PDF

Page ID: 36813

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

У розділі 8.5 ми розглянули причини зміни клімату та потенційний вплив на екосистеми Землі. Одним з очевидних наслідків підвищення глобальних температур є зниження льодового покриву, оскільки тепліший клімат тане крижані шапки. Тож ми спостерігаємо зменшення крижаного покриву, і якщо так, то які наслідки цього зниження?

Для вирішення цих питань ми повинні знову почати з відділення морського льоду та льодовикового льоду, оскільки кожен тип льоду реагує на зміну клімату по-своєму, з різними наслідками. Наприклад, танення полярного льоду часто обговорюється з точки зору його впливу на підвищення рівня моря (розділ 13.7). На рівень моря насправді не впливає танення морського льоду, оскільки утворення і танення морського льоду не змінює обсяг води вже в океані. З іншого боку, танення льодовикового льоду забирає воду, замкнену в льодовиках на суші, і повертає її в океан. Це збільшує обсяг води в океанах і призводить до підвищення рівня моря. Тому ми спочатку розглянемо тенденції морського крижаного покриву, а потім подивимося на ситуацію з льодовиковим льодом.

Хоча коливання морського льодового покриву різко не впливають на рівень моря, їх можна використовувати як індикатори глобального потепління. Супутникові дані показують, що з 1979 року середня протяжність морського льоду в Арктиці зменшилася приблизно на 3% за десятиліття, при цьому темпи зниження зростають в останні роки (рис.\(\PageIndex{1}\)). 2017 рік встановив рекорд найнижчої максимальної протяжності арктичного морського льоду за 38-річну історію супутникових даних, третій рік поспіль, коли рекорд був побитий. Крім того, товщина арктичного морського льоду також знизилася, від середньої товщини 3,64 метра в 1980 році до 1,89 метра в 2008 році. Тож арктичний морський крижаний покрив явно знижується у міру зростання глобальних температур.

Малюнок\(\PageIndex{1}\) Середні аномалії морського льоду від 1953-2018 рр. Позитивні значення вказують на крижаний покрив, більший за середнє значення 1981-2010 років, негативні значення показують крижаний покрив нижче цього середнього (Зображення Уолта Мейєра та Жульєнна Строве, Національний центр обробки даних про сніг та льоду).

Ситуація з антарктичним морським льодом менш зрозуміла. Антарктичний морський крижаний покрив незначно збільшується зі швидкістю близько 1,1% на десятиліття, хоча тенденція до зростання в Антарктиці становить лише близько однієї третини від величини тенденції до зниження, що спостерігається в Арктиці (рис.\(\PageIndex{2}\)). Існує кілька гіпотез про те, чому відбувається це збільшення, включаючи вітри, течії та умови Ла-Нінья (розділ 9.6) у Тихому океані. Наприклад, сильна антарктична циркумполярна течія перешкоджає досягненню теплої води до краю льоду, а вітри в регіоні зберігають воду дуже холодною, сприяючи утворенню льоду. Ще одне можливе пояснення полягає в тому, що в міру того, як частини Антарктики теплішають, з'являється більше опадів і збільшується танення льодовикового льоду. Це призводить до утворення шару низької щільності, більш свіжої води, яка залишається на поверхні і замерзає легше, ніж солоніша вода. В Арктиці завжди було значне надходження прісної води з річок, так що шар низької щільності вже присутній. Якими б не були причини збільшення морського льоду в Антарктиці, збільшення все ще менше, ніж спад в Арктиці, і загальна тенденція глобального морського льоду - це втрата близько 35 000 км ² на рік з 1979 року.

Рисунок Аномалії\(\PageIndex{2}\) арктичного та антарктичного морського льоду, 1979-2017: протяжність морського льоду в Арктиці зазнала сильного зниження з 1979 по 2017 рік, але антарктичний морський лід зазнав незначного збільшення, хоча деякі регіони Антарктики зазнали сильних тенденцій зниження ступеня морського льоду (Національний сніг та лід Дата-центр).

Що стосується льодовикового льоду, то Арктика знову демонструє ознаки значних втрат льоду, особливо в Гренландії; з 1979 по 2006 рік літній танення на льодовиковому покриві Гренландії збільшився на 30%. Танення льоду протягом 2016 року було десятим за рахунком за рекордом (рис.\(\PageIndex{3}\)). Знову ж таки, тенденції менш визначені в Антарктиді. Потеплення та втрата льоду відбувається в Західній Антарктиці крижаний покрив та вздовж Антарктичного півострова, який зігрівся 2.5 ^o C з 1950 року. Однак у Східній Антарктиді немає чіткої тенденції потепління, і деякі з цих районів накопичують лід. Загалом, антарктичний лід в даний час відносно стабільний, особливо в порівнянні з Гренландією. Якби полярні крижані покриви розтанули, вони мали б різкий вплив на рівень моря. Підраховано, що танення льоду Гренландії підвищить глобальний рівень моря приблизно на 7 м, тоді як повне танення льодового покриву Антарктики призведе до підйому майже на 60 м!

Малюнок\(\PageIndex{3}\) 2018 року танення льоду в Гренландії. Протягом більшої частини року танення льоду було значно вищим, ніж середній показник 1981-2010 (Національний центр даних про сніг та льоду).

Додаткові посилання для отримання додаткової інформації:

Отримайте останні оновлення щодо умов морського льоду та льодовикового льоду на веб-сайті Національного центру обробки даних про сніг та льоду: https://nsidc.org/