在全球变暖下绘制南极冰流盆地临界风险图

为何这段冰冷故事与你息息相关

南极冰层的命运看似遥远，但与地球上每个海滨城市、海滩和湿地的未来息息相关。本研究提出了一个既简单又深刻的问题：随着地球变暖，南极冰盖会像桌上的冰块那样慢慢融化，还是某些部分会突然瓦解，从而锁定数米的长期海平面上升？通过绘制南极不同区域在何时何地可能越过关键阈值，作者们为未来几百年间将影响数百万人的沿海风险提供了更清晰的图景。

一个由许多可动部件组成的巨人

南极储存的冰量足以使全球海平面上升近60米。然而，这个巨人并非一块整体的冰体；它被划分为18个主要的排泄盆地，每个盆地沿着各自的通道把冰输送到海洋。早期研究常把南极视为单一的“临界单元”，一旦超过某个全球温度阈值就可能突然崩塌。本文展示了更为细致的现实：不同盆地对变暖的响应各异，且许多盆地可以独立发生临界转变。有些区域随温度上升而缓慢、几乎线性地失去冰量；另一些则能在较长时间内相对稳定，但一旦越过阈值便发生大规模且基本不可逆的后退。

用气候时间机器探测冰层

为探索这些可能的未来，研究者使用了一个复杂的冰流模型，模拟冰层与海洋及基岩的相互作用。他们从前工业时期的南极初始状态出发，以极小的步长逐步增加全球气温，增速足够缓慢，使模拟冰盖在每个温度水平上都能几乎充分调整。在每增加整一度的变暖后，模型运行数万年直至各盆地的冰体积停止变化。这种平衡方法并不按具体日历年预测海平面；相反，它揭示了在将气候稳定在不同温度水平时我们所做出的长期承诺，并暴露出何处会出现突变或临界动态。

有些地方慢慢融化，有些地方骤然失守

模拟结果呈现出两类广泛的行为模式。在若干地区，例如南极半岛的部分区域，随着地球变暖，冰体体积逐步下降：温度越高，损失越多，步步推进。相反，若干关键盆地表现出临界动态。在这些地方，变暖在某一点之前只引起较小变化，但一旦越过临界温度带，大面积冰体会迅速后退（以地质时间尺度计），几乎不需要额外变暖就可能接近完全失去。这些跃迁由自我强化的过程驱动，例如海洋冰盖不稳定性：当依靠基底停靠的冰在向更深的基床坡度撤退时，会导致冰流加速并进一步后退。

早期危险区与长期承诺

最脆弱的盆地位于西南极。塞薇茨（Thwaites）和松岛（Pine Island）分区、朗恩（Ronne）地区以及罗斯西部（Siple Coast）盆地都在或低于较工业化前温度上升1 摄氏度的范围内显示出临界阈值——这是地球已然越过的温度。跨越这些阈值最终可能使全球注定失去西南极大量基于海洋的冰，约相当于约2 米的海平面上升，尽管完整响应将在数百至数千年间展开。在东南极，许多盆地显得更具抵抗力，主要的临界行为出现在约6 摄氏度以上的变暖水平。然而，一些重要区域如库克–宁尼斯–梅尔茨（Cook–Ninnis–Mertz）和托滕–莫斯科（Totten–Moscow）在大约2到5 摄氏度之间显示出显著阈值，可能贡献若干额外米数的海平面上升。

在变暖世界中重新思考风险

为将这些发现转化为风险评估，作者将三项要素结合起来：每个盆地发生最强烈冰损的温度、该损失所意味着的长期海平面上升量，以及该处当前储存的总冰量。这揭示了一组特别令人担忧的盆地，包括托滕–莫斯科、菲尔赫纳（Filchner）、罗斯东部、塞薇茨–松岛、罗斯西部和库克–宁尼斯–梅尔茨。关键在于，研究强调在任何单一阈值被越过之前，海平面就可能显著上升，而且他们的结果是一张稳定性地图，而非精确预测。一些过程（例如高耸冰崖的剧烈失稳）尚未被纳入，尽管测试表明总体模式具有稳健性。

这对我们的沿海未来意味着什么

简言之，作者得出结论：南极并非一个等待被触发的单一开关，而是一个由相互作用的“冰盆地”网络，许多盆地都有各自的无可挽回点。将全球变暖控制在接近今日水平会大大降低触发最危险的东南极盆地的可能性，但西南极的部分地区可能已注定将长期后退。未来几十年在温室气体排放上的选择因此将决定有多少这样的临界系统被触发——以及未来海平面最终会上升多少。

引用: Winkelmann, R., Garbe, J., Donges, J.F. et al. Mapping tipping risks from Antarctic ice basins under global warming. Nat. Clim. Chang. 16, 341–349 (2026). https://doi.org/10.1038/s41558-025-02554-0

关键词: 南极冰盖, 气候临界点, 海平面上升, 西南极, 全球变暖阈值