環保生態：NASA衛星觀測揭示16年來南極冰蓋的減少


該圖顯示了 2003 年至 2019 年間，南極冰蓋的增減情況。深紅和紫色區域代表海岸附近較高的冰蓋平均損失率，藍色區域代表南極內陸較慢的冰蓋增長率。沿海地區的冰蓋損失量（尤其是西南極洲和南極半島附近）遠遠超過了南極內陸地區冰蓋的增加量。Thwaites 冰架和Crosson 冰架（半島正下方）的變薄速率最快。從 2003 年至 2019 年，這兩個冰架每年分別變薄了 5 米和 3 米。圖中間的圓圈為南極正上方，暫未收集該地區數據。圖片來源：Smith et al./Science
一支由華盛頓大學（University of Washington）的科學家們領導的團隊,通過美國宇航局（NASA）所具備的的太空中最先進的地球觀測激光儀器，對格陵蘭島和南極冰蓋在過去16年裏的變化進行了精確測量。
科學家們發現，自2003年以來，南極冰蓋的淨損失，以及格陵蘭島冰蓋的萎縮，導致全球海平麵上升了14毫米。而在南極洲，由於海洋變暖導致漂浮的冰架融化，造成了海平麵的上升。而冰架有助於阻止陸基冰層流入海洋。該研究於發表在《科學》（Science）雜誌上。（注：冰蓋為連續覆蓋五萬平方公裏的冰川組成。大陸冰川流入海洋，浮於海麵形成冰架。）
這些發現來自於“冰、雲和陸地高程”衛星2號（ICESat-2）的數據記錄，該衛星於2018年秋季被發射進入軌道，並開始進行詳細的全球海拔數據測量，包括地球的冰凍地區。通過將ICESat-2的新數據與2003年至2009年采集自 ICESat冰、雲和陸地高程”衛星（ICESat）的老數據進行比較，研究人員們對冰蓋變化的複雜性進行了全麵的總結描述，並對格陵蘭島和南極洲的未來變化提出了深刻見解。
研究論文的第一作者本傑明·史密斯（Benjamin Smith）是華盛頓大學的冰川學家，他說道：“如果你用一個月，甚至一年的時間去觀察冰川或冰蓋，你不會了解氣候對它的影響。如今，我們的研究數據從ICESat至ICESat-2 ，有16年的跨度，我們可以更加確信，冰蓋的變化與氣候的長期變化相關。ICESat-2是一項非常了不起的數據測量工具。我們得到了關於兩個區域（南極大陸和格林蘭島）的冰蓋的高質量測量數據，這讓我們能夠與ICESat采集的數據進行詳細而精確的比較。”
以前對冰蓋損失或增加的研究數據收集通常由多顆衛星和機載任務完成。而這項新研究則隻通過對一項數據的測量——由儀器測出由冰麵反射回的激光脈衝所經曆的“高度”——提供了迄今為止最詳細最準確的冰蓋變化情況。
研究人員對ICESat的測量數據進行了追蹤，並與ICESat-2在2019年采集的更為密集的數據點進行疊加分析，並在這兩組數據有密切交集（數以萬計的交叉點）的測量點上，通過計算機程序對數據進行分析——這些程序中包含了冰雪密度和其它影響因素——計算冰蓋質量的損失或增加。


圖片來源：Pixabay
“新的分析結果，通過前所未有的細節揭示了氣候變化對冰蓋的影響，並為理解冰蓋發生變化的方式和原因提供了思路。”論文的共同作者、美國宇航局噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）的冰川學家亞曆克斯·加德納（Alex Gardner）說道。
研究發現，格陵蘭島的冰蓋平均每年的冰損失量達2千億噸，南極洲的冰蓋平均每年損失1180億噸。而10億噸冰就足夠填滿40萬個奧運會標準大小的遊泳池。
史密斯和他的同事們發現，由冰川融水和冰山崩解而導致的海平麵上升中，約三分之二來自格陵蘭島，另外三分之一來自南極洲。
論文的共同作者湯姆·諾伊曼（Tom Neumann）是ICESat-2項目的科學家，他說道：“令人驚訝的是ICESat-2的首批數據采集效果就很好。這些關於陸冰的初步研究結果證實了其他研究團隊的共識，但同時更讓我們看到了單個冰川和冰架變化的細節。”
史密斯指出，在格陵蘭島，有大量正在不斷變薄的沿海冰川。例如，“Kangerdulgssuaq”冰川和“Jakobshavn”冰川的海拔平均每年下降4到 6米。變得更“熱”的夏季溫度融化了冰川和冰蓋表層的冰，而某些地方變得更溫暖的海水，則侵蝕掉了冰川和冰蓋周圍的冰。
史密斯指出，ICESat-2密集的測量數據表明，在南極洲，內陸部分地區的冰蓋正在變厚，這可能是由於降雪的增加。但是南極大陸邊緣的冰蓋損失嚴重（尤其是西南極洲和南極半島區域），遠遠超過內陸地區冰蓋的增加量。海洋可能是導致這些地方冰蓋損失的主要原因。
史密斯指出：“在西南極洲，我們看到了很多冰川正在迅速變薄。這些冰川的下遊有一些漂浮在水麵上的冰架。而這些冰架也在不斷地變薄，有更多的冰在溫暖海水的侵蝕下流入海洋。”
論文的共同作者海倫·阿曼達·弗裏克（Helen Amanda Fricker）是加利福尼亞大學聖地亞哥分校（University of California, San Diego）斯克裏普斯海洋學研究所（Scripps Institution of Oceanography）的冰川學家。她說道，這些隨著潮汐起伏的冰架很難被測量，有些冰架表麵粗糙，有裂縫和冰脊，但ICESat-2的精確數據和高分辨率讓研究人員得以測量冰架的整體變化，而不必擔心複雜的冰架特征可能造成的數據結果的偏離。


圖片來源：Pixabay
這是研究人員第一次實現同時獲得南極洲周圍漂浮冰架的損失量與南極大陸靜態的冰蓋損失量的數據。
雖然從冰架上融化的冰並不會使海平麵上升——因為它已經漂浮在海上，就如同裝滿水的杯子裏的冰塊不會使水溢出杯子一樣。但冰架的存在，對冰川和冰蓋的穩定性有重要作用。
弗裏克解釋說：“冰架就像大教堂中的起到支撐作用的扶壁，它支撐著冰蓋。如果將冰架去掉，或者即使隻是把冰架變薄，都是在減少支撐力，而那些缺少了支撐的冰川（冰蓋）會流失得更快。”
研究人員發現，在很多移動速度最快的冰川存在的區域——西南極洲，冰架質量正在下降。冰架變薄的模式顯示，Thwaites冰架和Crosson冰架的變薄程度最為嚴重，平均每年分別變薄約5米和3米。
翻譯：頁一
審校：李光昭
引進來源：華盛頓大學
引進鏈接: https://eurekalert.org/emb_releases/2020-04/uow-frf042420.php
本文來自：環球科學


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