Grönlands smältande isark kan generera mer havsnivåhöjning än man tidigare trott om utsläppen av växthusgaser fortsätter att öka och värma atmosfären i sin nuvarande takt, enligt en ny modelleringsstudie. Studien, som använde data från NASA:s operation IceBridge luftburna kampanj, publicerades i Vetenskapliga framsteg i dag. Under de närmaste 200 åren, inlandsismodellen visar att smältning i nuvarande takt kan bidra med 19 till 63 tum till den globala havsnivåhöjningen, sa teamet som leds av forskare vid Geophysical Institute vid University of Alaska Fairbanks. Dessa siffror är minst 80 procent högre än tidigare uppskattningar, som förutspådde upp till 35 tum havsnivåhöjning från Grönlands is.

Teamet körde modellen 500 gånger till år 3000 för vart och ett av tre möjliga framtida klimatscenarier, justera nyckelmark, is, havs- och atmosfäriska variabler för att testa deras effekter på issmältningshastigheten. De tre klimatscenarierna beror på mängden växthusgasutsläpp i atmosfären under kommande år. I scenariot utan minskning av utsläpp, studien visade att hela Grönlands isark sannolikt kommer att smälta om ett årtusende, orsakar 17 till 23 fot havsnivåhöjning.

I scenariot där utsläppen stabiliseras vid slutet av seklet snarare än att fortsätta öka, modellen visar att isförlusten sjunker till 26-57 procent av den totala massan med 3000. Drastiskt begränsande utsläpp så att de börjar minska i slutet av seklet kan begränsa isförlust till 8-25 procent. Detta scenario skulle ge upp till sex fot havsnivåhöjning under nästa årtusende, enligt studien.

Den uppdaterade modellen representerar mer exakt flödet av utloppsglaciärer, de flodliknande iskropparna som ansluter till havet. Utloppsglaciärer spelar en nyckelroll i hur inlandsisar smälter, men tidigare modeller saknade data för att på ett adekvat sätt representera deras komplexa flödesmönster. Studien fann att smältande glaciärer kan stå för upp till 40 procent av den ismassa som förloras från Grönland under de kommande 200 åren.

Genom att införliva istjockleksdata från IceBridge och identifiera källor till statistisk osäkerhet i modellen, studien skapar en mer korrekt bild av hur mänskligt genererade växthusgasutsläpp och ett värmande klimat kan påverka Grönland i framtiden.

En tydligare bild

Att fånga det förändrade flödet och hastigheten för utloppsglaciärsmältningen gör den uppdaterade inlandsismodellen mer exakt än tidigare modeller, enligt författarna. Eftersom havsvattnet har värmts under de senaste 20 åren, de har smält den flytande isen som skyddade utloppsglaciärerna från deras stigande temperaturer. Som ett resultat, utloppsglaciärerna flyter snabbare, smälta och bli tunnare, med den sänkande ytan på inlandsisen som exponerar ny is för varm luft och smälter också.

"När vi väl hade tillgång till satellitobservationer, vi kunde fånga ythastigheten på hela Grönlands isark och se hur den isen flyter. Vi insåg att vissa utloppsglaciärer flyter mycket snabbt - storleksordningar snabbare än det inre av inlandsisen, "sa huvudförfattaren Andy Aschwanden, en forskningsdocent vid University of Alaska Fairbanks Geophysical Institute.

IceBridges detaljerade istjockleksmätningar hjälpte laget att vara först med att modellera dessa områden där utloppsglaciärer påverkas av varmare havsvatten, samt att modellera fler av de komplexa återkopplingarna och processerna som påverkar isförlust än tidigare möjligt. De undersökte vikten av faktorer som undervattenssmältning, stora isbitar som bryts av glaciärer, förändrade snöfall och stigande lufttemperaturer. De undersökte också faktorer som kan bromsa isförlust, som rörelsen av jordens yta som "studsar tillbaka" från vikten av is som inte längre finns där.

"Vid slutet av dagen, glaciärer flyter nedför, "Sa Aschwanden." Det är väldigt förenklat, men om du inte vet var downhill är, modellen kan aldrig göra ett bra jobb. Så den viktigaste bidragsgivaren till att förstå isflödet är att veta hur tjock isen är."

Var och en av de tre utsläppsscenarierna som användes i studien producerade olika mönster för is reträtt över Grönland. Det minst allvarliga scenariot visade att isen drog sig tillbaka i väst och norr, medan det måttliga scenariot visade isen reträtt runt ön, förutom i områden med högst höjd. Det allvarligaste scenariot, där utsläppen fortsätter att öka i nuvarande takt, visade att mer än hälften av modellkörningarna förlorade mer än 99 procent av inlandsisen med 3000.

Vid dess tjockaste punkt, Grönlands isark står för närvarande mer än 10, 000 fot över havet. Det stiger tillräckligt högt upp i atmosfären för att förändra vädret runt det, som berg gör. I dag, detta vädermönster genererar nästan tillräckligt med snöfall för att kompensera för mängden naturligt smältande is varje år. I framtiden, dock, smältning och flöde kommer att tunna interiören, sänka den till ett lager av atmosfären som saknar de förutsättningar som krävs för tillräckligt fylla snöfall.

"I det varmare klimatet, glaciärer har förlorat de områden där mer snö faller än smälter på sommaren, det är där ny is bildas, "sade Mark Fahnestock, forskningsprofessor vid Geophysical Institute och studiens andra författare. "De är som isklumpar i en öppen kylare som smälter bort, och ingen lägger mer is i kylaren."

Teamet betonade att trots behovet av pågående forskning om exakt hur glaciärer kommer att röra sig och smälta som svar på värmande temperaturer, alla modellkörningar visar att de kommande decennierna kommer att vara avgörande för inlandsisens framtida utfall.

"Om vi ​​fortsätter som vanligt, Grönland kommer att smälta, "Aschwanden sa." Vad vi gör just nu när det gäller utsläpp, inom en snar framtid, kommer att ha en stor långsiktig inverkan på Grönlands inlandsis, och i förlängningen, om det smälter, till havsnivån och det mänskliga samhället. "

Överbrygga datagapet

Modellkörningarna utfördes på högpresterande superdatorer vid NASA:s Ames Research Center och University of Alaska Fairbanks (UAF) med användning av Parallel Ice Sheet Model (PISM), en öppen källkodsmodell utvecklad vid UAF och Potsdam Institute for Climate Impact Research. NASA gav också finansieringsstöd för studien. Medan andra inlandsmodeller kunde utföra de simuleringar de gjorde, sa laget, PISM är unikt för sin höga upplösning och låga beräkningskostnad.

NASA:s Operation IceBridge är världens största luftburna undersökning av polarland och havsis. Med hjälp av en rad flygplan och vetenskapliga instrument, IceBridge har samlat in data mellan slutet av den första isen, Cloud and Land Elevation Satellite (ICESat) uppdrag 2010 och det andra, ICESat-2, som sjösattes 2018. Den har mätt höjden på isen under sin flygbana samt berggrunden under inlandsisen.

"NASA:s rymd- och luftburna kampanjer, som IceBridge, har i grunden förändrat vår förmåga att försöka få en modell att efterlikna förändringarna på inlandsisen, "Fahnestock sa." Tekniken som möjliggör förbättrad avbildning av glaciärsängen är som ett bättre par glasögon så att vi kan se tydligare. Only NASA had an aircraft with the instruments and technology we needed and could go where we needed to go."

Banner Image:The Greenland Ice Sheet is the second-largest body of ice in the world, covering roughly 650, 000 square miles of Greenland's surface. If it melts completely, it could contribute up to 23 feet of sea level rise, according to a new study using data from NASA's Operation IceBridge.