摘要gydF4y2Ba
《巴黎协定》旨在将21世纪全球平均变暖限制在比工业化前水平高2摄氏度以内，并推动进一步努力将变暖限制在1.5摄氏度以内gydF4y2Ba1gydF4y2Ba．通过海洋热膨胀和陆地冰的损失，未来几十年的温室气体排放量将对全球平均海平面(GMSL)在一个世纪和更长的时间尺度上产生影响gydF4y2Ba2gydF4y2Ba．南极冰盖(AIS)是地球上最大的陆地冰库(相当于GMSL的57.9米)。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba而且它的冰流失正在加速gydF4y2Ba4gydF4y2Ba．AIS的大部分区域位于海平面以下，容易受到动力不稳定的影响gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba它们能够迅速撤退gydF4y2Ba8gydF4y2Ba．然而，实施《巴黎协定》温度目标以减缓或阻止这些不稳定发生的潜力尚未通过基于物理的模型进行直接测试。在这里，我们使用一个观测校准的冰架模型来表明，随着全球变暖限制在2摄氏度或更低，南极的冰损失将继续以类似于今天在整个21世纪的速度。然而，更符合当前政策的情景(允许升温3摄氏度)表明，在2060年左右之后，南极冰层融化的速度会突然加快，到2100年，每年将导致GMSL上升约0.5厘米——比今天快一个数量级gydF4y2Ba4gydF4y2Ba．更多化石燃料密集的场景gydF4y2Ba9gydF4y2Ba导致更大的加速度。不管基岩和海平面的反馈机制如何，由支撑冰架的变薄和损失引起的冰盖退缩持续了几个世纪gydF4y2Ba10gydF4y2Ba，gydF4y2Ba11gydF4y2Ba，gydF4y2Ba12gydF4y2Ba或者通过地球工程减少二氧化碳排放。这些结果表明，如果超过《巴黎协定》的目标，可能会引发南极洲海平面快速而不可阻挡的上升。gydF4y2Ba
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基于观测的未来美国沿海海平面轨迹接近高端模式预测gydF4y2Ba
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冰的粘度对压力比通常认为的更敏感gydF4y2Ba
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本文提供了与这项工作相关的模型生成数据。与图相关的三维冰原模型输出。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba和扩展数据图。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5gydF4y2Ba可在ScholarWorks@UMASS Amherst储存库(gydF4y2Bahttps://doi.org/10.7275/j005-r778gydF4y2Ba)．在我们的主要集合和融水反馈模拟中使用的气候模式强迫(图。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)在参考文献中报告。gydF4y2Ba46gydF4y2Ba，gydF4y2Ba80gydF4y2Ba．gydF4y2Ba源数据gydF4y2Ba提供了这篇论文。gydF4y2Ba
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基于参考文献的修正冰盖模型编码。gydF4y2Ba51gydF4y2Ba可从通讯作者处获得。CESM1.2.2 GCMgydF4y2Ba87gydF4y2Ba可从NCAR (gydF4y2Bahttps://www.cesm.ucar.edu/models/cesm1.2/gydF4y2Ba)， RCM在ref中报道。gydF4y2Ba79gydF4y2Ba．地-海平面模型在参考文献中有描述。gydF4y2Ba12gydF4y2Ba，gydF4y2Ba49gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
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确认gydF4y2Ba
我们感谢T. Naish对上新世海平面目标的指导。这项研究得到了美国国家科学基金会1664013、2035080、1443347和1559040的资助，并得到了美国宇航局海平面变化小组80NSSC17K0698的资助。gydF4y2Ba
作者信息gydF4y2Ba
作者及隶属关系gydF4y2Ba
贡献gydF4y2Ba
R.M.D.和D.P.构想了模型实验，并利用R.B.A.的概念输入开发了主要模型代码;R.M.D.和D.P.根据r.b.a.、i.v.、例如n.g.和S.S.的意见撰写了手稿;静脉注射提供GRACE质量变化估计;例如，对气候强迫情景有贡献;S.S.和A.C.提供了CESM1.2.2气候学;N.G.参与了冰-地球耦合模拟;公元提供了古海平面目标范围;D.L.编译了CMIP5和CMIP6的GCM结果;D.M.G, E.L.A.和r.e.k开发了补充信息中描述的统计模型。gydF4y2Ba
相应的作者gydF4y2Ba
道德声明gydF4y2Ba
相互竞争的利益gydF4y2Ba
作者声明没有利益竞争。gydF4y2Ba
额外的信息gydF4y2Ba
同行评审信息gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba感谢杰奎琳·奥斯特曼(Jacqueline Austermann)和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所作的贡献。gydF4y2Ba
出版商的注意gydF4y2Ba施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。gydF4y2Ba
扩展的数据图形和表格gydF4y2Ba
扩展数据图1集合观测目标。gydF4y2Ba
196个模拟(灰线)，每个模拟都使用了水力压裂和冰崖崩解参数的独特组合(扩展数据表)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)与观察结果(蓝色虚线框)进行比较。蓝色实线表示没有水力压裂和冰崖崩解的模拟。红线显示了我们主要集成中最大参数值的模拟。额外的模拟(黑线)允许冰崖崩解速率高达26公里/年gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba，是我们主要组合中使用的最大值的两倍。蓝色方框的垂直高度表示可能的观测范围。浮力以上冰质量的变化用等效GMSL表示。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，与1992-2017年IMBIE相比，模拟了RCP8.5集成对GMSL的年度贡献gydF4y2Ba4gydF4y2Ba观测平均(0.15-0.46 mm yrgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba；蓝色虚线框)。gydF4y2BabgydF4y2Ba， 130到125年前的LIG集成模拟。蓝色虚线框的高度表示LIG目标范围(3.1-6.1米)，宽度表示大约1000年的年龄不确定性gydF4y2Ba34gydF4y2Ba．gydF4y2BacgydF4y2Ba，相同的LIG模拟gydF4y2BabgydF4y2Ba，显示了由南极洲造成的GMSL变化速率，在25年的窗口中平滑。LIG早期的峰值主要是由南极西部海基冰损失造成的。gydF4y2BadgydF4y2Ba，和gydF4y2BabgydF4y2Ba除了上新世中期更温暖的条件。最大冰损失与观测估计的11-21米进行了比较(参考文献。gydF4y2Ba35gydF4y2Ba，gydF4y2Ba36gydF4y2Ba；蓝色虚线)。请注意模拟GMSL值在LIG和上新世集合范围顶部附近的饱和度，以及在没有水力压裂和冰崖崩解的情况下，模型无法产生真实的LIG或上新世海平面(蓝线)。gydF4y2Ba
扩展数据图2用GRACE估计值校准的RCP8.5集成。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba扇形图显示了时间演化的不确定性和围绕集合中值(黑线)10%增量的范围。RCP8.5冰盖模式集合用GRACE估计校准的2002-2017年平均质量变化，使用替代GIA修正(方法)。使用GIA修正得出2002年至2017年之间的质量损失估计为每年0.2-0.54毫米gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba（gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)和0.39-0.53 mm yrgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba（gydF4y2BabgydF4y2Ba)．GRACE估计值的限制性更强，范围也更高gydF4y2BabgydF4y2Ba使2100年GMSL的集合中值从27 cm上升到30 cm, 2200年从4.44 m上升到4.94 m。gydF4y2Ba
扩展数据图3末次间冰期和上新世冰原模拟。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaegydF4y2Ba，冰盖模拟与我们未来集成中使用的更新的模型物理，并由参考中使用的相同的LIG和上新世气候强迫驱动。gydF4y2Ba8gydF4y2Ba．没有水力压裂和冰崖崩解的模拟(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba)对应扩展数据图中的蓝线。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba．采用最大水力压裂和冰崖崩解参数的模拟(gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BaegydF4y2Ba)对应扩展数据图中的红线。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba．gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，现代(1950年)冰盖模拟。gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BacgydF4y2Ba，从130到125 kyr前运行的LIG模拟显示在125 kyr前。每个面板顶部的值是129至128 kyr之间GMSL的最大贡献。括号中的值为125 kyr前的GMSL贡献。gydF4y2BadgydF4y2Ba，gydF4y2BaegydF4y2Ba，暖上新世模拟。所示值为模拟过程中获得的最大GMSL。括号中较小的值表示GMSL在5000个模型年之后的贡献(扩展数据图。gydF4y2Ba二维gydF4y2Ba)．峰顶后退后的冰质量增加是由后退后基岩反弹和上新世温暖大气降水增强引起的。gydF4y2Ba
扩展数据图4 RCP8.5系综用现代和古观测校准。gydF4y2Ba
扇形图显示了时间演变的不确定性和围绕集合中值(黑线)10%增量的范围。平均值和中值显示在2100年。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，原始集合，具有一系列基于冰川学观测的合理模型参数(扩展数据表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)．gydF4y2BabgydF4y2Ba整个乐团都用IMBIE装饰gydF4y2Ba4gydF4y2Ba(1992-2017年)冰质量变化估算。gydF4y2BacgydF4y2Ba，集合用IMBIE的冰质量变化速率加上129 - 128 kyr前的LIG海平面约束进行了修整gydF4y2Ba34gydF4y2Ba．gydF4y2BadgydF4y2Ba，和gydF4y2BacgydF4y2Ba，除了增加了上新世中期海平面的最大限制gydF4y2Ba35gydF4y2Ba，gydF4y2Ba36gydF4y2Ba(扩展数据图。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)．未来的集合在主要文本(图。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba、表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)使用IMBIE + LIG +上新世历史匹配约束组合，如图所示gydF4y2BadgydF4y2Ba．gydF4y2Ba
图5全球变暖+3°C时斯韦茨冰川(TG)和松岛冰川(PIG)的未来退缩。gydF4y2Ba
使用水力压裂和冰崖崩解参数的平均校准值(CALVLIQ = 107 m)，在嵌套的高分辨率(1 km)模拟中的阿蒙森海冰盖部分gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba年gydF4y2Ba2gydF4y2Ba；VCLIF = 7.7 km yrgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba)，与cesm1.2.2强制模拟中使用的结果一致。gydF4y2Ba1 hgydF4y2Ba)和CDR模拟(图;gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba、表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BacgydF4y2Ba2050年的冰盖。gydF4y2BadgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba2100年的冰盖。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba，在厚的、弱支撑的接地线上，冰盖几何形状和年平均冰崖崩解率。所有面板中的实线为接地线，虚线为接地线的初始位置。请注意，模拟的冰崖崩解速率通常比最大允许值7.7 km年慢得多gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba．崩解冰崖下游的冰架相当于弱mélange，无法停止崩解gydF4y2Ba64gydF4y2Ba．gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BaegydF4y2Ba，冰的表面速度显示流和快速流动的上游冰峭壁的驱动应力最大。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BafgydF4y2Ba，冰厚度相对于初始状态的变化。gydF4y2BaggydF4y2Ba，在1-10 km的模型空间分辨率上，GMSL在嵌套域内的贡献。gydF4y2Ba
扩展数据图6标准RCP强迫下南极对海平面的贡献。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BacgydF4y2Ba扇形图以10%的增量显示了时间演化的不确定性和围绕集合中值(粗黑线)的范围。RCP系综使用与图中模拟相同的IMBIE、LIG和上新世观测约束。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba．在没有水力压裂或冰崖崩解(不包括在验证的整体中)的模拟中，GMSL对南极洲东部(细蓝线)、南极洲西部(细红线)和南极总贡献(细黑线)的贡献显示出来。gydF4y2Ba一个gydF4y2BaRCP2.6;gydF4y2BabgydF4y2BaRCP4.5;而且gydF4y2BacgydF4y2Ba, RCP8.5。gydF4y2Ba
扩展数据图7南极洲造成的GMSL上升的长期幅度和速率。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba总体中位数(第50百分位)预测，南极洲导致GMSL上升，其排放强迫与《巴黎协定》的+1.5°C和+2.0°C目标一致，而+3.0°C情景更接近当前的ndc。gydF4y2BabgydF4y2Ba，在相同的排放情景下，GMSL的中位数(第50百分位)上升gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，表明2060年以后，在较暖的+3.0°C情景下，冰损失急剧增加(另见图。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)，以及2060年之前由降雪增加引起的净冰损失量减少(黑线)。gydF4y2BacgydF4y2Ba综合中位数(第50百分位)预测表明，南极对GMSL上升的贡献与标准RCP情景一致，突出了高排放(RCP8.5)下GMSL极端上升的可能性。gydF4y2BadgydF4y2Ba，在相同的RCP情景下，GMSL的整体中位数(第50百分位)率上升gydF4y2BacgydF4y2Ba．请注意其中的垂直轴刻度要大得多gydF4y2BacgydF4y2Ba而且gydF4y2BadgydF4y2Ba相对于gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba而且gydF4y2BabgydF4y2Ba．gydF4y2Ba
扩展数据图8冰-地-海平面模型耦合模拟。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BacgydF4y2Ba，没有水力压裂和冰崖崩解过程的模拟。gydF4y2BadgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba，启用水力压裂和冰崖崩解模拟(方法)。GMSL的贡献仅来自WAIS。不同的地球粘度剖面(彩色线)与冰盖模型的标准ELRA公式(黑线)进行了比较。最极端的粘度剖面(蓝线)假设岩石圈很薄，下面的地幔很弱，就像在阿蒙森海观察到的那样gydF4y2Ba10gydF4y2Ba而是扩展到整个大陆。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba， RCP2.6，无水力压裂或冰崖崩解。gydF4y2BabgydF4y2BaRCP2.6，水力压裂和冰崖崩解。gydF4y2BacgydF4y2Ba， RCP4.5，无水力压裂或冰崖崩解。gydF4y2BadgydF4y2BaRCP4.5，水力压裂和冰崖崩解。gydF4y2BaegydF4y2Ba， RCP8.5，无水力压裂或冰崖崩解。gydF4y2BafgydF4y2BaRCP8.5与水力压裂和冰崖崩解。gydF4y2Ba
补充信息gydF4y2Ba
补充信息gydF4y2Ba
该文件包括“补充方法”、“补充说明”、“补充图1-6”和“补充表1-2”。补充资料显示1)未来南极气候强迫的不确定性，2)替代冰架水力压裂方案，在接地线上支撑的改进公式，以及4)我们的物理模型集合的统计模拟。gydF4y2Ba
权利和权限gydF4y2Ba
关于本文gydF4y2Ba
引用本文gydF4y2Ba
迪康托，r.m.，波拉德，D.，艾黎，R.B.gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba《巴黎气候协定》和未来南极洲海平面上升。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba593gydF4y2Ba， 83-89(2021)。https://doi.org/10.1038/s41586-021-03427-0gydF4y2Ba
收到了gydF4y2Ba：gydF4y2Ba
接受gydF4y2Ba：gydF4y2Ba
发表gydF4y2Ba：gydF4y2Ba
发行日期gydF4y2Ba：gydF4y2Ba
DOIgydF4y2Ba：gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1038/s41586-021-03427-0gydF4y2Ba
这篇文章被引用gydF4y2Ba
基于观测的未来美国沿海海平面轨迹接近高端模式预测gydF4y2Ba
通讯地球与环境gydF4y2Ba(2022)gydF4y2Ba
沉积盆地通过地下水反馈降低了南极冰流的稳定性gydF4y2Ba
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冰下湖泊及其在气候变暖中的作用变化gydF4y2Ba
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