Исследование будет опубликовано в сентябре. 30 в журнале Nature. В исследовании используется моделирование ледяного покрова, чтобы понять прошлое, настоящее и будущее ледникового щита Гренландии. Ученые использовали новые подробные реконструкции древнего климата для создания модели и подтвердили ее соответствие реальным измерениям современных и древних размеров ледникового покрова.
По словам исследователей, в результатах исследования современный упадок ледникового покрова рассматривается в историческом контексте, что подчеркивает, насколько экстремальными и необычными могут быть прогнозируемые потери в 21 веке.
«По сути, мы так сильно изменили нашу планету, что темпы таяния ледяного покрова в этом столетии будут выше, чем все, что мы видели при естественной изменчивости ледяного покрова за последние 12000 лет.
Мы выбросим это из воды, если не существенно сократим выбросы парниковых газов », – говорит Джейсон Бринер, доктор философии, профессор геологии в Университете Колледжа искусств и наук Буффало. Бринер руководил совместным исследованием, координируя работу ученых из разных дисциплин и институтов.
"Если мир перейдет на массовую энергетическую диету в соответствии со сценарием, который Межправительственная группа экспертов по изменению климата называет RCP2.6, наша модель предсказывает, что скорость потери массы Гренландского ледникового щита в этом столетии будет лишь немного выше, чем за последние 12 000 лет ", – добавляет Бринер. "Но более тревожным является то, что в соответствии с RCP8 с высоким уровнем выбросов.Сценарий 5 – тот, которому сейчас следует Гренландский ледяной щит – скорость потери массы может примерно в четыре раза превышать самые высокие значения, наблюдавшиеся в условиях естественной изменчивости климата за последние 12000 лет."
Он и его коллеги говорят, что результаты подтверждают необходимость того, чтобы страны во всем мире приняли меры сейчас, чтобы сократить выбросы, замедлить сокращение ледяных щитов и смягчить повышение уровня моря.
Исследование в значительной степени финансировалось U.S. Национальный научный фонд.
Сочетание моделирования ледяного покрова с полевыми работами и наблюдениями в реальной жизни
В исследовании приняли участие специалисты по моделированию климата, исследователи ледяных кернов, эксперты по дистанционному зондированию и исследователи палеоклимата из UB, Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), Вашингтонского университета (UW), обсерватории Земли Ламонта-Доэрти Колумбийского университета (LDEO), Университета штата Вашингтон. Калифорния, Ирвин (UCI) и другие учреждения.
Эта многопрофильная группа использовала современную модель ледяного покрова для моделирования изменений в юго-западном секторе Гренландского ледяного щита, начиная с начала эпохи голоцена около 12000 лет назад и простираясь на 80 лет до 2100 года.
Ученые проверили точность модели, сравнив результаты моделирования с историческими данными.
Смоделированные результаты хорошо согласовывались с данными, привязанными к фактическим измерениям ледяного покрова, сделанным со спутников и аэрофотосъемкой в последние десятилетия, а также с полевыми исследованиями по выявлению древних границ ледникового покрова.
Хотя проект был сосредоточен на юго-западе Гренландии, исследования показывают, что изменения скорости таяния льда там, как правило, тесно связаны с изменениями по всему ледниковому покрову.
«Мы использовали одну и ту же модель ледяного покрова для моделирования прошлого, настоящего и будущего», – говорит соавтор Джессика Бэджли, аспирантка Департамента наук о Земле и космосе Университета штата Вашингтон. «Таким образом, наши сравнения изменения массы ледяного покрова за эти периоды времени внутренне согласованы, что делает возможным надежное сравнение прошлых и прогнозируемых изменений ледникового покрова."
«Мы значительно улучшили наше понимание того, насколько аномальными будут будущие изменения в Гренландии», – говорит соавтор Джошуа Куззоне, доктор философии, помощник научного сотрудника проекта в UCI, который завершил большую часть своей работы над исследованием в качестве постдокторанта в JPL и UCI. «Эта работа представляет собой огромный успех для междисциплинарной науки и сотрудничества и представляет собой основу для будущей успешной междисциплинарной работы."
Cuzzone и другие исследователи из UCI и JPL возглавили моделирование ледяного покрова, используя работу коллег из UW, которые использовали данные из ледяных кернов для создания карт температур и осадков в исследуемом регионе, которые использовались для моделирования модели ледяного покрова до 1850 год. Ранее опубликованные климатические данные использовались для моделирования после этой даты.
Ученые UB и LDEO совместно работали над полевой работой, которая помогла проверить модель, определив границы ледникового покрова на юго-западе Гренландии тысячи лет назад.
«Мы построили чрезвычайно подробную геологическую историю того, как край юго-западного ледникового щита Гренландии перемещался во времени, измерив бериллий-10 в валунах, лежащих на моренах», – говорит соавтор Николас Янг, доктор философии, доцент исследования LDEO. "Морены – это большие груды обломков, которые можно найти на ландшафте, которые отмечают бывший край ледяного покрова или ледника. Измерение бериллия-10 показывает, как долго этот валун и морена находились там, и, следовательно, сообщает вам, когда ледяной щит находился именно в этом месте и отложил этот валун.
«Удивительно, но модель очень хорошо воспроизвела геологическую реконструкцию. Это вселило в нас уверенность в том, что модель ледникового покрова работает хорошо и дает значимые результаты.
Вы можете моделировать все, что захотите, и ваша модель всегда будет выдавать ответ, но нам нужен какой-то способ определить, хорошо ли работает модель."
Непрерывный график изменений ледникового щита Гренландии
По словам Бринера, исследование вносит важный вклад в создание графика прошлого, настоящего и будущего Гренландского ледникового щита. Результаты отрезвляют.
«У нас есть долгосрочные графики изменения температуры, от прошлого к настоящему к будущему, которые показывают влияние парниковых газов на температуру Земли», – говорит Бринер. "И теперь, впервые, у нас есть длительный график воздействия этой температуры – в виде таяния ледникового щита Гренландии – от прошлого к настоящему и будущему. И то, что это показывает, открывает глаза."
«Не секрет, что ледяной щит Гренландии находится в грубой форме и теряет лед с нарастающей скоростью», – говорит Янг. «Но если кто-то хочет проделать в этом дыры, он может просто спросить:« Откуда вы знаете, что это не просто часть естественной изменчивости ледяного покрова »?«Что ж, наше исследование предполагает, что скорость потери льда в этом столетии превысит скорость потери льда в течение любого столетия за последние 12000 лет.
Я думаю, что это первый раз, когда текущее состояние ледникового щита Гренландии было надежно помещено в долгосрочный контекст."
Несмотря на эти отрезвляющие результаты, один важный вывод из будущих прогнозов модели заключается в том, что люди и страны по всему миру по-прежнему могут внести важные изменения, сократив выбросы, говорит Бринер. Модели RCP2.6 и RCP8.5 сценариев дают очень разные результаты: сценарии с высоким уровнем выбросов приводят к значительному ухудшению состояния ледникового щита и значительному повышению уровня моря.
"Наши результаты – еще один тревожный сигнал, особенно для таких стран, как США.S.,"Бринер говорит. "Американцы потребляют больше энергии на человека, чем любая другая страна в мире.
Наша страна произвела больше СО2, находящегося в атмосфере сегодня, чем любая другая страна. Американцам нужно сесть на энергетическую диету.
Самые состоятельные американцы, которые потребляют больше всего энергии, могут позволить себе изменить образ жизни, меньше летать, устанавливать солнечные батареи и управлять энергоэффективным транспортным средством."
«Это исследование показывает, что будущая потеря льда, вероятно, будет больше, чем все, что ледяной щит испытал в голоцене – если мы не будем следовать сценарию с низким уровнем выбросов углерода в будущем», – говорит Бэджли.