Mannerjäätiköiden sulaminen voi nostaa merenpintaa lähes 40 senttimetrillä vuoteen 2100 mennessä

Jos kasvihuonekaasujen päästöt jatkuvat korkeina, Grönlannin ja Etelämantereen mannerjäätiköiden sulaminen saattaa nostaa merenpintaa lähes 40 senttimetriä sen lisäksi, mitä tähänastinen maapallon ilmaston lämpeneminen on jo aiheuttanut. Laaja kansainvälinen jää-, meri- ja ilmakehätutkijoiden yhteistyö on luonut uusia arvioita siitä, kuinka paljon sulavat jäätiköt voivat vaikuttaa maapallon merenpintojen nousuun vuoteen 2100 mennessä.

The Cryosphere -lehden erikoisnumerossa julkaistut tulokset ovat peräisin kansainvälisestä Yhdysvaltain
avaruushallinnon NASA:n vetämästä Ice Sheet Model Intercomparison (ISMIP6)
-projektista, jossa yli 60 tutkijaa lähes 40 tutkimusorganisaatiosta laati
ennusteita ilmaston lämpenemisen vaikutuksista mannerjäätiköiden sulamiseen ja
merenpinnan nousuun.

Tulokset ovat linjassa hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin (IPCC) vuoden
2019 raportin kanssa. Mannerjäätiköistä sulava vesi aiheuttaa noin kolmanneksen
maailman merenpinnan kokonaisnoususta.

Suomalaiset osallistujat: Arktinen keskus ja CSC

Etelämannerta koskevassa tutkimusosassa olivat mukana myös Lapin yliopiston
Arktisen keskuksen jäätutkija Rupert Gladstone ja Tieteen
tietotekniikan keskus CSC:n asiantuntija Thomas Zwinger,
joiden työtä rahoitti Suomen Akatemia.

– Simuloimme yhdessä australialaisten kollegoidemme kanssa
Etelämantereen mannerjäätikön kehitystä tämän vuosisadan loppuun saakka.
Osallistuimme ISMIP6-hankkeeseen, joka liitti yhteen tuloksia monista eri
jäätikkömalleista ja tarjoaa tietoa tulevaa IPPC:n raporttia varten, kertoo
Rupert Gladstone. Nämä tutkimustulokset on raportoitu artikkelissa Seroussi
et al. (2020)
ISMIP6 Antarctica: a multi-model ensemble of the
Antarctic ice sheet evolution over the 21st century

.

Gladstonen ja Zwingerin käyttämä simulointiohjelmisto on Elmer-ohjelmiston
lisäosa Elmer/Ice,
joka on avoimen lähdekoodin ohjelmisto jäätiköiden ja jäävirtausten
mallintamiseen. Elmer on pääosin Suomessa CSC:llä kehitetty monifysikaalinen
elementtimenetelmään perustuva mallinnusohjelmisto.

– Jää ryömii kaltevaa pintaa pitkin kuten hyvin jähmeä hunajatippa. Elmer/Ice
on yksi harvoista jäävirtausmalleista, joka ei yksinkertaista viskooseja
nestevirtauksia määritteleviä yhtälöitä ja on sen vuoksi erittäin tarkka
mutta laskennallisesti raskas työkalu tämän tutkimuksen kaltaisiin
simulointeihin, Thomas Zwinger sanoo.

Grönlannin ja Etelämantereen vaikutukset

– Jäätiköiden vaikutus on yksi merkittävimmistä epävarmuustekijöistä
sen suhteen, kuinka merenpinta nousee tulevaisuudessa, toteaa projektin
johtaja jäätutkija Sophie Nowicki, joka työskentelee
nyt Buffalon yliopistossa ja oli aiemmin NASA:n palveluksessa.

– Mannerjäätiköiden vaikutus puolestaan riippuu tosiasiassa
siitä, mitä ilmastolle tapahtuu.

Grönlannin mannerjäätikön sulamisen osalta tutkimusryhmä tutki kahta
IPCC:n tulevaisuusskenaariota, joiden avulla ennustetaan merenpinnan
nousua vuosina 2015-2100. Toisessa skenaariossa hiilidioksidipäästöt
kasvavat nopeasti ja toisessa päästöjen taso on alhaisempi.

Korkeiden päästöjen skenaariossa Grönlannin mannerjäätikön sulaminen
lisäisi maapallon merenpinnan nousua noin yhdeksällä senttimetrillä
vuoteen 2100 mennessä. Matalien päästöjen vaihtoehdossa se nostaisi
veden pintaa noin kolmella senttimetrillä. Nämä luvut tulevat lisäyksenä
siihen, mitä on jo aiheutunut lämpötilojen noustessa esiteolliselta
ajalta meidän päiviimme.

Tutkimusryhmä analysoi myös Etelämantereen jääpeitettä hahmottaakseen,
paljonko edessä oleva lämpötilojen nousu lisää meren pinnan nousua jo
tähän mennessä tapahtuneen lämpenemisen vaikutusten lisäksi.
Etelämantereen jääpeitteen supistumista on vaikeampi ennustaa: lännessä
lämpimät merivirrat kuluttavat suuria jäähyllyjä pohjasta käsin, mikä
vähentää jään määrää, kun taas Etelämantereen itäpuolen valtavan
jäätikön massa voi kasvaa, koska kohonneet lämpötilat lisäävät
lumisateita.

Mahdollinen vaihteluväli on tämän myötä suuri. Jäätikön muutokset voivat
ääripäissä joko laskea merenpintaa 7,8 senttimetriä tai nostaa
merenpintaa 30 senttimetriä vuoteen 2100 mennessä, riippuen
ilmastoskenaariosta ja käytetyistä ilmastomalleista. Ennusteiden mukaan
eniten jäätikköä katoaisi Etelämantereen länsipuolella, mistä aiheutuisi
kaikkein lämpimimmissä olosuhteissa jopa 18 senttimetrin merenpinnan
nousu vuoteen 2100 mennessä.

– Amundseninmeren alue läntisellä Etelämantereella ja Wilkesinmaa
itäisellä Etelämantereella ovat herkimpiä valtameren lämpenemiselle ja
vaihtuville virtauksille, ja ne menettävät jatkossa edelleen suuria
määriä jäätä, kertoo Nasan jäätutkija Hélène Seroussi,
joka johti Etelämantereen jääpeitteiden mallintamista
ISMIP6-tutkimuksissa.

Uudet tulokset auttavat laatimaan IPCC:n kuudetta raporttia, jonka on
määrä tulla julki vuonna 2022.

Etelämantereen mannerjäätikön peruskallion korkeusmalli. Nykyinen
merenpinta on merkitty keltaisella ja jäätikön alla merenpinnan tasoa
alempana oleva peruskallio on merkitty vaaleansinisellä. Alueilla,
joissa peruskallio on merenpinnan alapuolella, on riski, että jäätikkö
on epävakaa ja vetäytyy. Visualisointi: CSC.

Mitattuja jäävirtojen
nopeuksia esitettynä Etelämantereen mannerjäätikön yläosan korkeusmallin
päällä. Nopeimmat virtausnopeudet ovat useita kilometrejä vuodessa.
Visualisointi: CSC