DOI: https://doi.org/10.3389/feart.2026.1761959
تاريخ النشر: 2026-02-09
المؤلف: Xun Zou وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات وملاحظات الكريوسفير
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على الدور الحاسم الذي تلعبه الأنهار الجليدية في القارة القطبية الجنوبية في تخزين المياه العذبة على كوكب الأرض وتأثيراتها على ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي. يؤكد على أنه بينما يعتبر الذوبان القاعدي المدفوع بعمليات المحيطات هو الآلية الرئيسية لفقدان الجليد في الوقت الحالي، من المتوقع أن تصبح التأثيرات الجوية ذات أهمية متزايدة، خاصة بسبب زيادة الأحداث الجوية المتطرفة. الأنهار الجوية، التي تسهل نقل الرطوبة لمسافات طويلة، تضيف عدم يقين كبير إلى توازن كتلة الجليد في القارة القطبية الجنوبية من خلال المساهمة في كل من تساقط الثلوج الغزير والذوبان السطحي.
علاوة على ذلك، تؤثر هذه الظواهر الجوية على تصنيف المحيط وعمق الطبقة المختلطة من خلال إدخال المياه العذبة، مما يؤثر بدوره على ديناميات تبادل الهواء والبحر. يبرز البحث أن التفاعلات بين مكونات نظام الأرض—الغلاف الجوي، المحيط، والأنهار الجليدية—لا تمثل بشكل كافٍ في النماذج المناخية العالمية الحالية وبيانات المراقبة. وبالتالي، يؤكد على الحاجة إلى تحسين فهم القوى الجوية والمحيطية، مثل الأنهار الجوية، لتوقع ارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل بشكل أفضل والمخاطر المرتبطة به.
مقدمة
تعتبر صفيحة الجليد في القارة القطبية الجنوبية (AIS) مكونًا حاسمًا في نظام المناخ على الأرض، حيث تحتوي على حوالي 90% من حجم الجليد على الكوكب، مما يتوافق مع أكثر من 57 مترًا من ارتفاع مستوى سطح البحر المحتمل (SLR). بين عامي 1992 و2020، شهدت AIS متوسط فقدان كتلة الجليد بمقدار 92 ± 18 جيجا طن سنويًا، مما ساهم بحوالي 0.26 ± 0.05 مم سنويًا في ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي. تشير التوقعات إلى أنه في ظل سيناريوهات انبعاثات غازات الدفيئة العالية (SSP5-8.5)، يمكن أن تسهم AIS بما يتراوح بين 0.03 و0.34 مترًا في إجمالي ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي بحلول عام 2100، مما يبرز عدم اليقين الكبير في التوقعات المستقبلية بسبب التفاعلات المعقدة بين العمليات الجوية، المحيطية، والجليدية.
تتأثر ديناميات AIS بكل من اكتساب الكتلة من تراكم الثلوج وفقدان الكتلة من خلال الذوبان القاعدي وتفكك الجليد. تلعب الأرفف الجليدية دورًا حاسمًا في استقرار صفيحة الجليد من خلال exerting مقاومة الضغط على الأنهار الجليدية المخرجة. ومع ذلك، فإن ضعفها، المدفوع أساسًا بعمليات المحيط، يشكل خطرًا على تسريع تدفق الجليد وزيادة التفريغ إلى المحيط. تم تحديد الأنهار الجوية (ARs) كمساهمين رئيسيين في هطول الأمطار في القارة القطبية الجنوبية، حيث تمثل حوالي 13% من إجمالي هطول الأمطار في AIS من 1980 إلى 2020، ويمكن أن تعزز تراكم الثلوج وتؤدي إلى الذوبان السطحي. يهدف هذا البحث إلى توضيح التفاعلات بين مكونات نظام الأرض المختلفة التي تؤثر على القارة القطبية الجنوبية، مع التأكيد على دور ARs وعدم اليقين المرتبط بتوقعات حجم الجليد وتأثيرات SLR، مع اقتراح توصيات لتقدم البحث في القارة القطبية الجنوبية لإبلاغ استراتيجيات التكيف والتخفيف من تغير المناخ.
نقاش
تسلط قسم النقاش في ورقة البحث الضوء على التفاعل المعقد بين العمليات المحيطية والجوية التي تدفع الذوبان القاعدي للأرفف الجليدية في القارة القطبية الجنوبية، مما يسهم بشكل كبير في ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي (SLR). بين عامي 1994 و2018، تم ملاحظة تقلبات في تدفق مياه الذوبان القاعدي، التي تأثرت بشكل رئيسي بالخصائص الحرارية لمياه المحيط المحيطة. تعاني الأرفف الجليدية ذات المياه الباردة من الذوبان بسبب تدفق مياه الرفوف عالية الملوحة (HSSW)، بينما تتأثر الأرفف الجليدية ذات المياه الدافئة بتسلل المياه العميقة القطبية (CDW)، مما يؤدي إلى زيادة الذوبان وتقليل الدعم الهيكلي للأرفف الجليدية. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي الظروف الجوية، بما في ذلك تقلبات درجة حرارة سطح البحر ووضعية الانحراف الجنوبي (SAM)، إلى تعقيد هذه التفاعلات، مما ينتج عنه حلقات تغذية راجعة معقدة يمكن أن تسرع الذوبان وتزعزع الهياكل الجليدية.
يتناول القسم أيضًا آثار فقدان الجليد في القارة القطبية الجنوبية على المناطق الساحلية العالمية، مشيرًا إلى أنه بين عامي 1992 و2017، ساهم فقدان الجليد في القارة القطبية الجنوبية بحوالي 7.6 مم في ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي. تشير التوقعات إلى أنه بحلول عام 2100، يمكن أن تسهم القارة القطبية الجنوبية بما يصل إلى 0.34 م من ارتفاع مستوى سطح البحر في ظل سيناريوهات الانبعاثات العالية. تأثيرات ارتفاع مستوى سطح البحر ليست متساوية، حيث تواجه بعض المناطق الساحلية مخاطر متزايدة بسبب عوامل مثل الضعف الجغرافي والظروف الاجتماعية والاقتصادية. يختتم النقاش بتحديد الفجوات البحثية الحرجة، بما في ذلك الحاجة إلى تحسين التوقعات للأحداث الجوية المتطرفة مثل الأنهار الجوية (ARs)، وتعزيز شبكات المراقبة، وتطوير نماذج إقليمية مرتبطة لفهم أفضل لتفاعلات الجليد-المحيط-الغلاف الجوي، وكلها ضرورية لتحسين توقعات ارتفاع مستوى البحر وإبلاغ استراتيجيات التخفيف من تغير المناخ.
DOI: https://doi.org/10.3389/feart.2026.1761959
Publication Date: 2026-02-09
Author(s): Xun Zou et al.
Primary Topic: Cryospheric studies and observations
Overview
The section provides an overview of the critical role Antarctic land ice plays in Earth’s freshwater storage and its implications for global sea level rise. It emphasizes that while basal melting driven by ocean processes is currently the primary mechanism of ice loss, atmospheric influences are expected to become increasingly significant, particularly due to the rise in extreme weather events. Atmospheric rivers, which facilitate long-distance moisture transport, introduce considerable uncertainties into Antarctica’s ice mass balance by contributing to both heavy snowfall and surface melting.
Furthermore, these atmospheric phenomena affect ocean stratification and mixed-layer depth through freshwater input, which in turn influences air-sea exchange dynamics. The paper highlights that the interactions among the Earth system components—atmosphere, ocean, and glaciers—are not adequately represented in current global climate models and observational data. Consequently, it underscores the need for improved understanding of atmospheric and oceanic forcings, such as atmospheric rivers, to better project future sea-level rise and associated hazards.
Introduction
The Antarctic Ice Sheet (AIS) is a critical component of the Earth’s climate system, containing about 90% of the planet’s ice volume, which corresponds to over 57 meters of potential sea-level rise (SLR). Between 1992 and 2020, the AIS experienced an average ice mass loss of 92 ± 18 Gt yr⁻¹, contributing approximately 0.26 ± 0.05 mm yr⁻¹ to global SLR. Projections indicate that under high greenhouse gas emission scenarios (SSP5-8.5), the AIS could contribute between 0.03 and 0.34 meters to total global SLR by 2100, highlighting significant uncertainties in future predictions due to complex interactions among atmospheric, oceanic, and cryospheric processes.
The dynamics of the AIS are influenced by both mass gain from snow accumulation and mass loss through basal melting and iceberg calving. Ice shelves play a crucial role in stabilizing the ice sheet by exerting resistive stress on outlet glaciers. However, their weakening, primarily driven by oceanic processes, poses a risk of accelerated ice flow and increased discharge into the ocean. Atmospheric rivers (ARs) have been identified as significant contributors to Antarctic precipitation, accounting for approximately 13% of total AIS precipitation from 1980 to 2020, and they can both enhance snow accumulation and trigger surface melting. This paper aims to elucidate the interactions among various Earth system components affecting Antarctica, emphasizing the role of ARs and the associated uncertainties in predicting ice volume and SLR impacts, while also proposing recommendations for advancing Antarctic research to inform climate adaptation and mitigation strategies.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the complex interplay between oceanic and atmospheric processes driving basal melting of Antarctic ice shelves, which significantly contributes to global sea-level rise (SLR). Between 1994 and 2018, variations in basal meltwater flux were observed, primarily influenced by the thermal characteristics of the surrounding ocean water. Cold-water ice shelves experience melting due to high-salinity shelf water (HSSW) inflow, while warm-water ice shelves are affected by the intrusion of Circumpolar Deep Water (CDW), leading to increased melting and reduced structural support for the ice shelves. Additionally, atmospheric conditions, including sea surface temperature fluctuations and the Southern Annular Mode (SAM), further complicate these interactions, resulting in intricate feedback loops that can accelerate melting and destabilize ice structures.
The section also addresses the implications of Antarctic ice loss for global coastal regions, noting that between 1992 and 2017, Antarctic ice loss contributed approximately 7.6 mm to global SLR. Projections indicate that by 2100, Antarctica could contribute up to 0.34 m of SLR under high-emission scenarios. The impacts of SLR are not uniform, with certain coastal areas facing heightened risks due to factors such as geographic vulnerability and socioeconomic conditions. The discussion concludes by identifying critical research gaps, including the need for improved predictions of extreme weather events like atmospheric rivers (ARs), enhanced observational networks, and the development of regional coupled models to better understand ice-ocean-atmosphere interactions, all of which are essential for refining SLR projections and informing climate change mitigation strategies.