橡树岭国家实验室的科学家着手解决最大的不确定性之一，即随着温度升高，富含碳的永久冻土将如何响应地表逐渐下沉。研究小组使用高性能计算机模拟发现，土壤下沉不太可能在未来导致大规模解冻。

研究发现下沉的苔原表面不太可能引发失控的永久冻土解冻

北极苔原上的这片永久冰冻景观数千年来一直封存着大量的碳，现在正面临解冻并向大气中释放温室气体的风险。

联合国政府间气候变化专门委员会已确定土壤沉降导致反馈循环的可能性，该反馈循环可能引发快速解冻，这是未来几十年的一个主要问题。在较短的时间内观察到由不均匀的地面沉降引起的加速融化，但IPCC的评估不确定长期可能发生的情况。

这就是ORNL使用其高级陆地模拟器(ATS)介入的地方，ATS是该地区水文的高精度、基于物理学的模型，由详细的、真实世界的测量提供支持，以帮助科学家了解土地的演变。

他们发现，尽管地面会随着大冰沉积物的融化而继续下沉，但不均匀的下沉也会导致地表更加干燥，并限制该过程在本世纪末的加速，正如美国国家科学院院刊中所描述的那样科学。

ORNL分水岭系统建模小组负责人斯科特·佩因特(ScottPainter)说：“经过改善的排水系统会导致十年时间尺度内的景观变得更加干燥，然后这个过程就会自我限制。”

正如橡树岭国家实验室创建的高性能模型所预测的那样，随着温度升高和随后北极冰冻土壤的融化影响阿拉斯加苔原，可能会发生长期演变的例证。图片来源：美国能源部AdamMalin和EthanCoon/ORNL

科学家们专注于以冰楔为特征的大片苔原区域——长条冰块使地表破裂并延伸到地下，在北极景观中形成多边形。低温水文学模拟是根据在多边形苔原中收集的测量结果得出的。

ATS最初是为能源部由ORNL领导的NGEE北极项目开发的，该项目专注于对该地区正在发生的环境过程进行观察、实验和建模，以改进气候预测。

“我们研究了地下这些冰楔造成的微地形，以及它如何控制水流，”Painter说。“我们的能力是第一个捕捉微地形变化影响并将其体现在气候模型中的能力。”

Painter补充说，该团队对该模型有高度的信心，因为它是为NGEEArctic开发的，并且已经根据该项目的真实世界观察结果进行了评估。

他指出，包括ORNL在内的大多数模型都一致认为，随着温度升高，北极地区将出现大量碳融化。“但在这里，我们已经确定最令人担忧的过程之一，即由于下沉导致的失控解冻，不太可能在很长一段时间内发生。”

该研究指出了干旱景观的其他影响。“随着多边形苔原变得非常干燥，到2100年它可能会对候鸟产生生态影响，候鸟将这些生态系统用作繁殖地，”Painter说。