Кратко: таяние и динамическая потеря массы ледяных покровов Гренландии и Антарктиды приводят к значительному повышению глобального уровня моря и к изменению океанических течений (в частности—термохалинной циркуляции). Ниже — механизмы, количественные связи и последствия.
Механизмы повышения уровня моря
- Прямая подача пресной воды: масса льда $M$ (в Гт) превращается в объем воды и поднимает уровень моря по формуле
$$\Delta h_{\text{м}}=\frac{M}{{\rho }_w{A}_o},$$ где ${\rho }_w$ — плотность морской воды ($\approx 1000{\text{kg/m}}^3$), $A_o$ — площадь океанов ($\approx 3.618\times 10^{14}{\text{m}}^2$). Удобная аппроксимация:
$$\Delta h_{\text{мм}}\approx \frac{M_{\text{Гт}}}{360}(\text{то есть}360\text{Гт}\approx 1\text{мм}).$$ - Тепловое расширение океана: по мере нагрева вода расширяется и добавляет к подъёму уровня.
- Грунтовая депрессия и смещение воды вдоль побережий также изменяют локальные уровни.
Региональные (фингерпринт) эффекты
- Масса льда гравитационно притягивает воду; её потеря уменьшает притяжение рядом с истоком и приводит к относительному понижению уровня у истока и большему повышению удалённо. Итог: таяние Гренландии даёт относительно большее повышение в южном полушарии/в Атлантике, таяние Антарктиды — большее повышение в северных и тропических регионах.
- Изменения вращения Земли и перераспределение массы дополнительно формируют географические паттерны уровня моря.
Влияние на океанические течения
- Пресная вода снижает солёность и плотность поверхностных вод. В северной Атлантике это ослабляет образование глубоких вод и может замедлить Атлантическую меридиональную циркуляцию (AMOC). Последствия: региональное похолодание у Северной Атлантики, смещение климата и паттернов осадков в Европе и Сев. Америке.
- В Южном океане таяние Антарктиды изменяет вертикальную стратификацию, может усиливать/менять циркуляцию вокруг Антарктиды, влиять на циркумполярное течение и на подъём глубинных вод, что меняет поглощение углерода и тепла.
- Массовые притоки пресной воды могут изменить интенсивность и направление приповерхностных течений, биогеохимические циклы и распределение тепла.
Количественные связи и примерные масштабы
- Современные порядки вклада ледниковых покровов (оценочно): вклад Гренландии в глобальный уровень моря порядка $\sim 0.5-1.0\text{мм/год}$, Антарктиды $\sim 0.4-0.8\text{мм/год}$ (диапазоны зависят от периода и методов).
- Преобразование массового потока в объёмный: $1\text{Гт/год}\approx 3.17\times 10^{-5}\text{Sv}$ ($1\text{Sv}=10^6{\text{м}}^3/\text{с}$). Следовательно устойчивый приток пресной воды десятков–сотен $\text{Гт/год}$ может давать заметную дополнительную нагрузку на AMOC на десятилетних–вековых масштабах.
- На столетнем масштабе при интенсивном потеплении возможен вклад ледниковых покровов в подъём уровня моря от десятых долей метра до порядка метра (возможные верхние оценки зависят от сценариев и нестабильностей ледяных шельфов).
Временные рамки и неопределённости
- Быстрые отклики (десятилетия): усиление стока пресной воды, локальные изменения течений, усиление стратификации.
- Долгие отклики (век–тысячелетие): динамические разрушающие процессы ледников (marine ice‑sheet instability), большие и необратимые вклады в уровень моря.
- Основные неопределённости: скорость динамической разгерметизации ледяных шельфов, обратные связи с океаном и атмосферой, пространственная детализация фингерпринтов.
Короткий вывод
- Таяние Гренландии и Антарктиды существенно поднимет глобальный и региональные уровни моря (с конверсией $360\text{Гт}\approx 1\text{мм}$), и перераспределение пресной воды и тепла способно ослабить ключевые океанические течения (например AMOC) и изменить циркуляцию в Южном океане. Масштабы и сроки зависят от скорости потепления и рисков динамической нестабильности льда.