‘Stable’ and ‘unstable’ are not useful descriptions of marine ice sheets in the Earth's climate system
‘Stable’ and ‘unstable’ are not useful descriptions of marine ice sheets in the Earth's climate system
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“稳定”和“不稳定”并不是对地球气候系统中海洋冰盖的有用描述
DOI：
10.1017/jog.2023.40
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发表时间：
2023
影响因子：
3.4
通讯作者：
Haseloff, Marianne
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sergienko, Olga;Haseloff, Marianne
海洋冰盖的时间依赖性行为及其对基底条件的敏感性的调查需要数值模型，因为现有的理论分析只集中在主要具有幂律基底剪应力的稳态配置上。数值结果表明，滑动规律的选择强烈影响冰盖的动力行为。虽然观测到的或模拟的接地线后退通常被解释为Weertman（1974）提出的海洋冰盖不稳定性的指示，但这种（不）稳定性是冰盖稳定状态的特征，而不是随时间变化的行为。为了弥合理论和数值计算结果之间的差距，我们开发了一个框架来研究接地线动力学与广义基底和横向应力（即函数依赖关系未指定）。出于观察南大洋条件的内部变化，我们探讨接地线响应随机变化。我们发现，增加随机变化的海底熔化速率，产生稳定的稳态配置导致间歇性前进和后退接地线。它们也可以在比随机相关时间尺度长得多的时间尺度上以不可阻挡的方式撤退。这些结果表明，在任何给定的时间，他们的演变，海洋冰盖的瞬态行为不能被描述为“稳定”或“不稳定”。
Investigations of the time-dependent behavior of marine ice sheets and their sensitivity to basal conditions require numerical models because existing theoretical analyses focus only on steady-state configurations primarily with a power-law basal shear stress. Numerical results indicate that the choice of the sliding law strongly affects ice-sheet dynamic behavior. Although observed or simulated grounding-line retreat is typically interpreted as an indication of marine ice sheet instability introduced by Weertman (1974), this (in)stability is a characteristic of the ice sheet's steady states – not time-variant behavior. To bridge the gap between theoretical and numerical results, we develop a framework to investigate grounding line dynamics with generalized basal and lateral stresses (i.e. the functional dependencies are not specified). Motivated by observations of internal variability of the Southern Ocean conditions we explore the grounding-line response to stochastic variability. We find that adding stochastic variability to submarine melt rates that produced stable steady-state configurations leads to intermittently advancing and retreating grounding lines. They can also retreat in an unstoppable manner on time-scales significantly longer than the stochastic correlation time-scales. These results suggest that at any given time of their evolution, the transient behavior of marine ice sheets cannot be described in terms of ‘stable’ or ‘unstable’.
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