冰川流动与退缩的数值预测,依赖对冰体粘度的估计。冰体粘度用于衡量冰体对流动的阻力,其大小会随施加在冰川上的应力变化而改变。当前多数冰盖模型采用包含变量 n 的标准方程来描述冰流,其中 n 被称为“应力指数”。研究人员指出,n 值越大,冰体粘度对应力变化的敏感度越高。过去数十年,冰川学界在用于预测冰流的模型中几乎普遍假定 n=3。

不过,基于近期实验与观测结果,研究团队认为 n=4 可能更接近地球冰盖与冰川的实际状态。

据论文作者 Martin 及其团队介绍,他们构建了一个用于模拟西南极快速退缩的松岛冰川(Pine Island Glacier)的模型,并设定模型中的“真实”应力指数为 n=4。在此基础上,研究人员分别使用 n=4 与 n=3 进行预测对比,以检验当模型采用错误 n 值时,冰川流动及由此带来的海平面变化会被如何误判。相关研究发表在《AGU Advances》。

研究人员在两种不同的冰川融化情景下,分别用两种取值对冰川退缩过程进行了 100 年模拟,并进一步模拟了 300 年的冰川恢复过程。结果显示,在较为适度的融化情景中,采用 n=3 的模型将冰川退缩幅度低估 18%,并将海平面变化贡献低估 21%;在更为极端的融化情景下,该模型对海平面贡献的低估幅度达到 35%。

研究团队还指出,两种情景下预测差异的增幅超过预期,可能会增加当前海平面变化预测的不确定性。此外,冰盖模型中 n 值取用不当带来的偏差,可能在模型解释中被误归因于其他物理过程。
作者表示,上述结果可能对未来冰川融化的预测产生重要影响,并可能推动对冰川变化及其海平面影响的进一步研究。
本文信息由美国地球物理联盟(AGU)旗下 Eos 转载,原文链接:https://eos.org/research-spotlights/glaciers-may-flow-into-the-ocean-more-quickly-than-we-think
