Các sự kiện El Niño được biết đến là mang lũ lụt đến Nam Mỹ và góp phần cháy rừng ở Indonesia, nhưng nghiên cứu mới cho thấy chúng cũng ảnh hưởng đến chiều cao và khối lượng của các tảng băng ở Nam Cực.
Thềm băng hình thành nơi một dòng sông băng trên đất liền đến bờ biển và băng chảy ra biển để tạo thành một kệ nổi.
Trong một sự kiện El Niño, nhiều thềm băng xung quanh Tây Nam Cực nhận được nhiều tuyết trên bề mặt của chúng, nhưng cũng mất nhiều băng hơn từ bên dưới vì nước biển ấm.
Nhìn chung, các kệ băng thực sự mất khối lượng trong một El Niño, nghiên cứu nhận thấy, làm cho các sự kiện như vậy trở thành một yếu tố quan trọng trong sự biến động hàng năm của kích thước thềm băng.
Với nhiều sự kiện cực đoan khác của El El Nino dự kiến khi nhiệt độ toàn cầu tăng lên, các tảng băng của Tây Nam Cực có thể thấy sự dao động lớn hơn về chiều cao và khối lượng, tác giả chính nói với Carbon Brief - trên đỉnh của chúng tăng tốc mỏng ứng phó với biến đổi khí hậu.
Biến động hàng năm
Xung quanh ba phần tư bờ biển của Nam Cực được bao quanh bởi những tảng băng tràn ra mặt nước. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc khắc phục các dòng sông băng trên vùng đất phía sau chúng, ngăn băng chảy từ bên trong ra ngoài đại dương nơi nó sẽ góp phần làm tăng mực nước biển.
Các nghiên cứu mới, được công bố Nature Geoscience, tập trung vào các thềm băng ở Tây Nam Cực. Những kệ này giữ lại một số sông băng tan chảy nhanh nhất trên lục địa.
Sử dụng dữ liệu vệ tinh từ bốn nhiệm vụ bao gồm 1994 và 2017, các nhà nghiên cứu đã xác định một mô hình trong cách chiều cao và khối lượng của các tảng băng dao động từ năm này sang năm khác.
Sơ đồ kệ băng. Tín dụng: Giáo sư Helen Fricker, Viện Hải dương học Scripps, UC San Diego.
Carbon Brief bắt kịp với tác giả chính Tiến sĩ Fernando Paolo tại Cuộc họp mùa thu của Hiệp hội địa vật lý Hoa Kỳ tháng trước. Paolo là một học giả sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Jet Propulsion của NASA tại Viện Công nghệ California.
Paolo bắt đầu bằng cách giải thích rằng nghiên cứu của họ chỉ tập trung vào sự biến động theo từng năm của các tảng băng - không phải là xu hướng giảm chung đã thấy Kệ băng ở Tây Nam Cực mỏng để đáp ứng với sự nóng lên do con người gây ra. Anh ta nói với Carbon Brief:
Trong công việc trước đây, chúng tôi tập trung nhiều hơn vào các xu hướng. Trong công việc này, chúng tôi thực sự loại bỏ các xu hướng của các kệ băng và quan tâm nhiều hơn đến sự thay đổi liên tục của chiều cao kệ băng này.
Nghiên cứu tìm thấy một mối liên kết rất rõ ràng giữa sự khác nhau giữa El Niño-Phương Nam Dao động (ENSO) và biến động hàng năm về chiều cao và khối lượng của các tảng băng, theo lời ông Paolo.
El Niño là một hiện tượng tự nhiên bắt nguồn từ Thái Bình Dương. Cứ sau 5 năm, một cơn gió lại thay đổi. xích đạo Thái Bình Dương gây ra sự thay đổi để ấm hơn nhiệt độ đại dương bình thường tác động gõ cửa về điều kiện thời tiết khắp nơi trên thế giới. ENSO cũng có một giai đoạn lạnh, được gọi là "La Niña", mang lại nhiệt độ mát hơn cho Thái Bình Dương và cũng ảnh hưởng đến điều kiện thời tiết rông rãi hơn.
Những tác động này mở rộng đến ảnh hưởng đến các kiểu gió ở Tây Nam Cực. Điều này xuất phát từ cách ENSO ảnh hưởng đến một hệ thống thời tiết áp suất thấp được gọi là Amundsen Sea Low (ASL), có xu hướng ngồi ngoài khơi bờ biển Tây Nam Cực.
Áp suất không khí của ASL có xu hướng cao hơn trong những năm El Niño và thấp hơn trong những năm La Niña. Paolo giải thích những gì tác động này đến các kệ băng trong khu vực:
Trong thời gian El Niño, chúng ta có tuyết rơi nhiều hơn, điều đó có nghĩa là chúng ta có khối lượng lớn hơn được thêm vào trên đỉnh của tảng băng. Các kiểu gió tương tự cũng kiểm soát lưu thông đại dương cục bộ. Đặc biệt, nó thúc đẩy dòng nước sâu ấm áp ở Nam Cực lên thềm lục địa và đẩy nó xuống dưới thềm băng. Nước đó ấm hơn nước nằm gần bề mặt. Do đó, nó thúc đẩy sự tan chảy của các tảng băng tại căn cứ.
(Thềm lục địa là khu vực đáy biển ngay lập tức bao quanh một khối đất liền, nơi biển tương đối nông so với đại dương mở bên ngoài nó.)
<span style = "display: inline-block; width: 0px; overflow: hidden; line-height: 0;" data-mce-type = "bookmark" class = "mce_SELRES_start"> </ span>
Điều này có nghĩa là có hai quá trình ngược nhau đang diễn ra cùng một lúc, vì vậy, câu hỏi tiếp theo cần đặt ra là: cái nào thắng?
Câu trả lời là hai lần. Một mặt, độ cao mà thềm băng thu được từ lượng tuyết rơi thêm lớn hơn băng bị mất từ bên dưới. Vì vậy, thềm băng trở nên dày hơn trong một sự kiện El Niño.
Nhưng mặt khác, tuyết mịn mà thềm băng thu được không dày đặc như lớp băng cứng mà nó mất. Điều này có nghĩa là, về tổng thể, một El Nino làm cho thềm băng bị mất khối lượng, giải thích:
Triệu Hóa ra rằng đại dương loại bỏ khối lượng lớn hơn lượng tuyết rơi có thể thêm vào đầu - chỉ vì hai thay đổi khối lượng này có mật độ khác nhau.
Vì vậy, trong một sự kiện El Niño, các tảng băng tăng chiều cao, nhưng mất khối lượng.
La Niña
Điều ngược lại xảy ra trong một sự kiện La Niña, nghiên cứu cũng tìm thấy. Đỉnh của thềm băng nhận được ít tuyết hơn, nhưng các thềm băng cũng mất ít khối lượng hơn do tan chảy ở mặt dưới của chúng. Vì vậy, về tổng thể, các tảng băng ở Tây Nam Cực đạt được khối lượng lớn trong một sự kiện La Niña.
Đồ họa dưới đây minh họa điều này. Biểu đồ trên cho thấy sự dao động về chiều cao thềm băng trung bình ở khu vực Biển Amundsen ở Tây Nam Cực (đường màu xanh) trong suốt bốn nhiệm vụ vệ tinh.
Bạn có thể thấy chiều cao thềm băng phản chiếu thế nàoChỉ số đại dương NiñaNhóm trong dòng màu đen trong biểu đồ thấp hơn. Chỉ số này là một chỉ số chính của các sự kiện ENSO; chỉ số dương (màu đỏ mờ) biểu thị sự kiện El Niño ấm áp, trong khi chỉ số âm (màu xanh lam) biểu thị sự kiện La Niña mát mẻ.
Nhiều đỉnh trong chiều cao thềm băng xảy ra trong các sự kiện El Niño - và các máng trong La Niña.
Bản đồ (trên cùng) cho thấy phần Nam Cực phải đối mặt với Thái Bình Dương (viền đen) và khu vực Biển Amundsen (màu xanh). Các thanh ngang màu đen bên dưới biểu thị khoảng thời gian của mỗi nhiệm vụ vệ tinh. Biểu đồ trên cho thấy chiều cao trung bình chạy của 12 trong tháng ở khu vực Biển Amundsen (đường màu xanh lam, với phạm vi không chắc chắn trong đường màu xanh chấm) và chỉ số kết hợp của ONI và ASL (đường màu đỏ). Biểu đồ thấp hơn cho thấy ONI, với El Niños từ trung bình đến rất mạnh (màu đỏ) và La Niñas (màu xanh) như được định nghĩa bởi NOAA. Cả hai dòng ONI / ASL và ONI đều làm chậm biểu đồ chiều cao thềm băng trong sáu tháng để dễ dàng nhìn thấy mô hình tương tự. Nguồn: Paolo et al. (2018).
Biển Amundsen
Nghiên cứu xác định rằng tác động của ENSO là lớn nhất trong các thềm băng ở khu vực Biển Amundsen ở Tây Nam Cực - đặc biệt là các kệ Dotson và Sulzberger - nhưng nó cũng tìm thấy một tác động nhỏ hơn bên ngoài khu vực này.
Điều này không có gì đáng ngạc nhiên, theo lời ông Paolo, khi xem xét rằng khu vực biển Amundsen ở Nam Cực đối diện trực tiếp với Thái Bình Dương, nơi các sự kiện El Niño và La Niña phát triển.
Bạn có thể thấy điều này trong bản đồ và biểu đồ dưới đây. Bản đồ cho thấy các thềm băng chính dọc theo Tây Nam Cực. Các hình vuông càng lớn và bóng tối càng đậm thì tác động của ENSO lên thềm băng đó càng lớn.
Các biểu đồ ở bên phải bản đồ so sánh sự dao động của ENSO với sự thay đổi về chiều cao của sáu thềm băng (Đảo thông, Dotson, Getz, Nickerson, Sulzberger và Ross) và trung bình cho khu vực Biển Amundsen (của AMU ném).
Như với biểu đồ trước đó, bạn có thể thấy sự biến động của thềm băng chủ yếu phản ánh mô hình của các sự kiện El Niño và La Niña. (Hãy nhớ rằng, các biểu đồ này chỉ hiển thị độ biến động theo từng năm về chiều cao thềm băng, với các xu hướng giảm dài hạn được loại bỏ.)
Đường bóng mờ màu xám chọn ra một thời kỳ đặc biệt vào cuối thế kỷ 20, nơi một El Niño rất mạnh (1997-98) được theo sát bởi một La Niña (1998-2001). Tất cả sáu trong số các kệ băng cho thấy sự gia tăng chiều cao trong El Niño và giảm phản ứng với La Niña sau đó.
Bản đồ (bên trái) hiển thị kích thước của tác động của ENSO đến chiều cao thềm băng (hình vuông lớn hơn và bóng tối hơn cho thấy tác động lớn hơn). Biểu đồ (bên phải) hiển thị mức trung bình của ONI (biểu đồ trên cùng) và chiều cao cho sáu kệ băng Đảo thông (PIG), Dotson (DOT), Getz (GET), Nickerson (NIC), Sulzberger (SUL) và Ross (ROS). Biểu đồ thứ hai từ trên cùng (AMU) cho thấy sự bất thường của thềm băng kết hợp cho các kệ băng Amundsen (AMU). ONI làm chậm các ô chiều cao thềm băng trong sáu tháng để dễ nhìn thấy mẫu tương tự hơn. Nguồn: Paolo et al. (2018).
Thế giới nóng lên
Khi nhiệt độ toàn cầu tăng, nghiên cứu để xuất rằng các sự kiện El Nino cực đoan đó sẽ trở nên thường xuyên hơn - thậm chí tăng gấp đôi chỉ với 1.5C của sự nóng lên trên mức tiền công nghiệp.
Điều này có nghĩa là sự thay đổi ngắn hạn về chiều cao và khối lượng của các thềm băng ở Tây Nam Cực cũng có thể tăng lên trong tương lai, ông nói:
Vì chúng tôi thấy khối lượng của các tảng băng dao động - và điều đó có thể bị ảnh hưởng bởi biến động ở El Niño - nên trong tương lai, chúng tôi sẽ mong đợi một biến động cao hơn.
Sự thay đổi gia tăng này sẽ cần được tính đến trong cách các dự án khoa học thay đổi trong các tảng băng khi thế giới tiếp tục ấm lên, nghiên cứu kết luận.
Bác sĩ Bethan Davies - một giảng viên về địa lý vật lý tại Royal Holloway, Đại học London, người không tham gia nghiên cứu - nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu biết đầy đủ về những gì ảnh hưởng đến lợi ích và tổn thất của các tảng băng ở Nam Cực.
Nghiên cứu mới này là một tác phẩm nguyên bản, chu đáo và thực sự rất thú vị, và cô nói với Carbon Brief:
Những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến độ nhạy của thềm băng đối với sự thay đổi khí hậu trong tương lai, vì vậy việc hiểu các biện pháp kiểm soát đối với cân bằng khối lượng bề mặt của thềm băng là rất quan trọng.
Bài viết này ban đầu xuất hiện trên CarbonBrief.org
Giới thiệu về Tác giả
Robert McSweeney là biên tập viên khoa học của CarbonBrief.org. Ông có bằng MEng về kỹ thuật cơ khí từ Đại học Warwick và bằng thạc sĩ về biến đổi khí hậu từ Đại học East Anglia. Trước đây ông đã dành tám năm làm việc cho các dự án biến đổi khí hậu tại công ty tư vấn Atkins.
Sách liên quan
