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南極冰蓋未來或比預期更可預測

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一項最新發表在《自然》期刊上的研究指出,在未來30至50年內,南極冰蓋的融冰速度及其對全球海平面上升的貢獻,實際上比科學界此前普遍認為的更具可預測性,這為各國制定中期海平面應對與沿海規劃提供了罕見而關鍵的時間窗口。

該研究由澳大利亞蒙納士大學研究員、項目“守護南極環境未來”(SAEF)的Felicity McCormack博士領銜完成,重點評估了現有南極冰蓋數值模型在未來數十年內預測冰量損失的可靠性,以及這對海平面上升路徑判斷的意義。


根據政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的相關報告,在高排放情景下,如果南極冰蓋發生大規模崩塌,到2100年全球海平面累計上升幅度可能超過2米。如此幅度的上升將產生深遠影響:約四分之一的澳大利亞住房可能面臨洪水威脅,太平洋部分島國的國土將變得不再適宜居住,全球數以億計人口被迫遷移,其引發的人道主義與經濟沖擊或將成為人類歷史上最為嚴峻的危機之一。

盡管風險巨大,目前關于本世紀內海平面如何演變仍存在顯著不確定性,其中很大一部分源自對南極冰蓋未來融化速度難以準確預測。IPCC在最悲觀的情景下曾指出,未來30年南極對海平面上升的貢獻有可能接近翻倍,但在此次研究之前,學界一直缺乏對未來幾十年南極“實際可能貢獻量”的穩健估算,而這一時間段恰恰是沿海基礎設施規劃和政策制定最為關鍵的尺度。

新研究聚焦的核心問題是:在未來30至50年內,南極將損失多少冰量,以及科學家是否能夠以足夠的精度預測這些損失,從而為各國政府提供可用于決策的依據。研究團隊系統檢驗了當前用于預估未來海平面上升的南極冰蓋模型,評估它們在中期時間尺度上的可預測性。結果顯示,在本世紀中葉之前,南極冰蓋的總體融冰趨勢相對“溫和”和穩定,各主流冰蓋模型在這一時期給出的結果具有較高一致性,使得對未來幾十年的海平面上升預估更為可靠。

McCormack博士表示,如果冰蓋模型能夠準確再現當下觀測到的南極冰量損失速率,那么就可以對這些模型在未來30至50年內給出的預測保持較高信心,這些預測則可轉化為各國進行海平面規劃與政策制定的關鍵參考。她指出,準確掌握未來海平面會上升多少、上升多快,是各國沿海城市、基礎設施以及社區長期規劃的前提。不過,研究也發現,隨著世紀后期臨近,一些可能導致融冰突然加速的物理過程發生概率上升,南極的可預測性隨之下降。

論文特別提到,當冰蓋坐落在海平面以下的基巖上時,一旦冰前線開始后退,這一過程往往難以逆轉,可能觸發遠超短期氣候預測所顯示規模的快速冰量損失。正是這類涉及冰蓋邊緣穩定性和反饋機制的復雜過程,使得本世紀后半段的海平面上升存在更大的“深層不確定性”。研究團隊因此強調,應將南極對海平面的影響拆分為兩個時間階段:一個是相對可預測的近幾十年,另一個則是更長遠、深受非線性反饋影響的時期。

McCormack博士指出,這項研究為未來氣候與海平面規劃提供了一條清晰“路線圖”。通過進一步改進冰蓋模型對關鍵物理過程(尤其是導致冰蓋快速退縮的過程)的描述能力,科學界有望縮小長期預測中的巨大不確定性,從而提升對本世紀后半段海平面路徑判斷的可信度。研究結論還表明,在未來約三十年內,全球海平面上升軌跡相對“受約束”且更易預估,這使得當前成為推進適應性規劃和風險管理的“黃金窗口期”。

SAEF主任Steven Chown教授強調,這一發現并不意味著長期風險減輕,而是指出在近幾十年內存在一個“可以更有把握采取行動的時間段”。他表示,如果各國此時加大對觀測系統的投入,并推動冰蓋模型的持續發展與更新,就能在短期規劃時獲得更可靠的海平面情景。換言之,強化南極觀測和模型能力的每一步進展,都可以直接轉化為更具可操作性的沿海城市與基礎設施規劃依據。

研究還對印太地區的影響進行了專門討論。Chown教授指出,澳大利亞在區域科研與政策合作方面具有重要優勢,有條件幫助周邊國家,尤其是太平洋島國,將這些新結果轉化為具體的適應策略。對許多太平洋島國政府而言,可靠的中期海平面預測是作出基礎設施投資、社區遷移以及土地長期用途規劃決策的基礎,同時也是區域外交與合作議程中的重要議題與責任。

McCormack博士補充說,建立一套清晰的方法,將冰蓋模型預測結果系統性地納入海平面上升政策框架至關重要。當模型能夠成功再現當前南極冰量損失的觀測特征時,它們對未來幾十年冰量變化的預測就可以作為規劃與適應性行動的堅實基礎,而對于更長期的海平面變化,則需要持續改進模型和強化觀測,以不斷更新和優化政策參考。研究團隊建議,政策制定者在考慮南極因素時,應明確區分近幾十年相對可預測的冰損階段與遠期受復雜反饋主導的高不確定階段,以構建更穩健的決策框架。

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