探索冰盖对气候的作用

近几十年来，格陵兰岛和南极洲的冰盖急剧减少，科学预测表明未来冰盖将进一步消退。降雪量充足的地区的陆地上会形成冰盖，随着时间的推移，冰盖会因压缩而压实并形成冰。因此，它们的形成方式与公众经常讨论的海冰不同，海冰是由海水冻结形成的。

由于冰盖的主要部分位于陆地上，与海冰的融化不同，冰盖的融化会导致海平面上升。根据温室气体排放量和相关的冰盖融化，到本世纪末，海平面可能会上升 0.3 至 1.1 米。这不仅会产生气候影响，还会产生社会经济影响，因为全世界约有 2.67 亿人生活在海拔不到一米的地区。

在过去的几个时期中，冰盖遭受了强烈的气候变化。例如，21000年前，全球平均气温比现在低约5摄氏度，海平面比现在低约120米。大冰盖覆盖了格陵兰岛、南极洲以及北美和欧亚大陆的部分地区，总共约占地球表面的百分之八。

大约19000年前，气温开始上升，大部分冰原消失。这种转变称为末次冰消期。如今，只剩下格陵兰岛和南极冰盖。为了更好地了解这些气候变化以及冰盖与气候之间的相互作用，我们使用新开发的气候模型进行长期模拟。通过使用这个模型，我们还想得出有关未来气候演变的结论。

微小的差异对气候有很大的影响

我们工作的重点之一是更好地了解冰盖范围和高度的不确定性对气候的影响。为此，我们用不同的冰盖重建作为边界条件来模拟最后一次冰消期。这些重建是通过分析过去冰盖的地质遗迹而获得的，但这些遗迹在时间和空间上都是不完整的。这导致了各种重建，其冰盖高度和范围差异很大。

我们的模型计算表明，即使这些特征的微小差异也会对气候产生很大影响。这些差异既影响末次冰期的气候，也影响北半球末次冰消期气候突变的时间和程度。其主要原因是冰盖高度以及冰盖变化释放到海洋中的融水增加影响了大气和海洋环流。

这些反过来又调节了从亚热带地区输送到北大西洋的 热量数量，从而决定了欧洲等邻近地区的气候。

临界点后持续冰流

冰盖的重大变化也反复影响了 60,000 至 25,000 年前的气候，即所谓的海洋同位素第三阶段。这一阶段的特点是北半球强烈的周期性温度波动。此外，冰盖还发生周期性不稳定，称为海因里希事件，以其德国发现者的名字命名。

在海因里希事件期间，大量冰山从北美冰盖上脱落。这些冰山进入海洋，影响了海洋环流等，并导致北大西洋显着变冷。导致这些事件的确切机制仍不清楚。

我们进行了模拟，以了解不同的气候条件如何影响海因里希事件的发生时间。在我们的模拟中，海因里希事件在北美冰盖的不同区域反复发生，但其动态因区域而异。

我们还发现，气候变暖通常会导致跨越临界阈值或临界点，此时海因里希事件可能不再发生，而是形成连续的冰流。这种转变可以使海平面上升几米，并说明过去的临界点可能改变了长期的气候演变。

我们的研究强调了冰盖对于短期和长期气候演变的重要性。他们表明，在过去和未来的模型模拟中考虑冰盖的变化是多么重要。在未来的工作中，我们希望确定气候系统中由冰盖变化导致的临界点，并有可能改变长期气候演变。

其中包括急流、大西洋经向翻转环流(AMOC)(包括墨西哥湾流)和冰反照率反馈的变化。后者是指冰比植被反射更多的太阳辐射，因此，被冰覆盖的地区地球升温较少。我们的模型系统使我们能够充分理解和研究这些过程以及冰盖和气候之间的反馈。

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