Колебания погоды могут оказывать существенное влияние на таяние антарктических льдов, а модели, не учитывающие этот фактор, могут недооценивать глобальное влияние повышения уровня моря, считают ученые штата Пенсильвания.
«Мы знаем, что ледяные щиты тают по мере повышения глобальной температуры, но остается неопределенность в отношении того, насколько сильно и как быстро это произойдет», - сказал Крис Форест, профессор климатической динамики в Пенсильванском университете. «Наши результаты проливают новый свет на одну область неопределенности, предполагая, что изменчивость климата оказывает значительное влияние на таяние ледяных щитов и повышение уровня моря."
Хотя понятно, что продолжающееся потепление может привести к быстрой потере льда, модели, которые предсказывают, как Антарктика будет реагировать на изменение климата, не учитывают потенциальное воздействие внутренней изменчивости климата, например годовые и десятилетние колебания климата, команда сказали ученые.
Учет изменчивости климата заставил модели предсказать дополнительное повышение уровня моря на 2,7-4,3 дюйма - от 7 до 11 сантиметров - к 2100 году, как недавно сообщили ученые в журнале Climate Dynamics. Модели прогнозировали примерно от 10,6 до 14,9 дюймов (от 27 до 38 сантиметров) повышения уровня моря за тот же период без учета изменчивости климата.
«Одно только это повышение сравнимо с уровнем повышения уровня моря, который мы наблюдали за последние несколько десятилетий», - сказал Форест, который работает в отделах метеорологии, атмосферных наук и наук о Земле. «Каждый бит усугубляет штормовой нагон, который мы ожидаем увидеть во время ураганов и других суровых погодных явлений, и результаты могут быть разрушительными."
Антарктический ледяной щит представляет собой сложную систему, и для моделирования того, как он будет развиваться в будущих климатических условиях, требуются тысячи симуляций и большие вычислительные мощности. Из-за этого разработчики моделей проверяют, как будет реагировать лед, используя среднюю температуру, полученную путем усреднения результатов климатических моделей.
Однако этот процесс сглаживает пики, вызванные изменчивостью климата, и сокращает среднее количество дней, в течение которых температура превышает пороговые значения, которые могут повлиять на таяние ледяного щита, создавая предвзятость в результатах, заявили ученые.
«Если мы включим изменчивость в моделирование, у нас будет больше теплых дней и больше солнечного света, и поэтому, когда дневная температура превысит определенный порог, лед растает», - сказал Форест. «Если мы просто работаем со средними условиями, мы не видим, чтобы эти экстремальные явления происходили в годовых или десятилетних временных масштабах».
Чтобы изучить влияние внутренней изменчивости климата, исследователи проанализировали два больших ансамбля климатических симуляций. Большие ансамбли создаются путем запуска каждого члена с немного разными начальными условиями. По словам ученых, хаотическая природа климатической системы заставляет каждого члена давать немного разные реакции, и это представляет собой внутреннюю изменчивость.
Вместо того чтобы усреднять результаты каждого ансамбля, ученые ввели атмосферные и океанические данные, представляющие эту изменчивость, в трехмерную модель антарктического ледяного щита. Они обнаружили, что атмосферные вариации оказывают большее и непосредственное влияние на ледяной щит, но изменчивость океана также является важным фактором.
Обширные части ледяного щита находятся в контакте с океанской водой, и предыдущие исследования показали, что потепление океанов может привести к отрыву больших кусков. В результате этого процесса могут обнажаться ледяные утесы такой высоты, что они разрушаются под собственным весом, вызывая эффект домино, который еще больше истощает шельфовый ледник.
Ученые обнаружили, что моделирование, которое не учитывало влияние внутренней изменчивости климата, значительно задержало отступление ледяного щита на срок до 20 лет и недооценило будущее повышение уровня моря.
Это дополнительное таяние льда повлияет на ураганные штормовые волны по всему миру. Кроме того, в течение многих лет отчеты МГЭИК рассматривали повышение уровня моря без учета этой дополнительной изменчивости и недооценивали возможное воздействие, - сказал Форест. «Важно лучше понять эти процессы, способствующие дополнительной потере льда, потому что ледяные щиты тают намного быстрее, чем мы ожидали».
Это исследование финансировалось Национальным научным фондом и Центром управления климатическими рисками штата Пенсильвания.