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南极洲的边缘正在崩塌?NASA发现以前未知的南极冰层损失
2022-09-06 11:46:21 来源: cnBeta 编辑:

在预测全球海平面上升方面,最大的不确定性是南极洲的冰层损失将如何随着气候变暖而加速。由位于南加州的美国宇航局(NASA)喷气推进实验室(JPL)的研究人员领导的两项研究揭示了关于南极洲冰盖在最近几十年里如何失去质量的意外的新数据。

最近发表在《自然》杂志上的一项研究描绘了冰山崩解(冰川前沿的冰层断裂)--在过去25年里如何改变了南极洲的海岸线。科学家们发现,冰盖边缘的冰山脱落速度已经超过了冰的补充速度。这一惊人的发现使以前对1997年以来南极洲浮动冰架的冰损失的估计翻了一番,从6万亿到12万亿吨。碎冰造成的冰损失削弱了冰架,使南极冰川更迅速地流向海洋,加速了全球海平面上升的速度。

另一项研究最近发表在《地球系统科学数据》杂志上,以前所未有的细节显示了南极冰层随着海水融化而变薄的现象是如何从大陆的外缘蔓延到内部的,在过去十年中,冰盖西部地区的冰层几乎翻了一番。这两份补充报告结合在一起,提供了迄今为止关于这个冰冻大陆如何变化的最完整观点。

“南极洲的边缘正在崩溃,”JPL科学家Chad Greene说,他是冰山崩裂研究的主要作者。“而当冰架减少和减弱时,该大陆的巨大冰川往往会加速并增加全球海平面上升的速度。”

大多数南极洲的冰川流向海洋,在那里它们以浮动的冰架结束,这些冰架厚达2英里(3公里),宽500英里(800公里)。冰架就像冰川的支撑物,使冰块不会简单地滑入海洋。当冰架是稳定的,它们有一个自然的冰蚀和补给周期,在长期内相当稳定地保持其大小。

然而,近几十年来,海洋变暖一直在破坏南极洲冰架的稳定,因为它从下面融化,使其变薄和变弱。尽管卫星高度计通过记录冰层高度的变化来测量变薄的过程,但在这项研究之前,还没有对气候变化可能如何影响南极洲周围的海啸进行全面的评估。

部分原因是,卫星图像在解释方面具有挑战性。例如,Greene说:“你可以想象一下,看着一张卫星图像,并试图弄清楚白色冰山、白色冰架、白色海冰,甚至是白色云朵之间的区别。这一直是一个困难的任务。但是我们现在有足够的来自多个卫星传感器的数据,可以清楚地看到南极洲的海岸线在最近几年是如何演变的。”

在这项新研究中,Greene和他的同事综合了自1997年以来该大陆的可见光、热红外(热)和雷达波长的卫星图像。结合这些测量结果和从NASA正在进行的冰川测绘项目中获得的对冰流的理解,他们绘制了南极洲海岸线上3万英里(5万公里)的冰架边缘。

由于冰层造成的损失大大超过了冰架的自然增长,研究人员认为南极洲不可能在本世纪末恢复到2000年以前的范围。事实上,研究结果表明,更大的损失是可以预期的。南极洲所有最大的冰架似乎都将在未来10到20年内发生重大的冰裂事件。

在这项补充研究中,JPL的科学家们结合了来自七个空间测高仪器的近30亿个数据点,产生了关于冰盖高度变化的最长的连续数据集--这是一个冰损失的指标--早在1985年就开始了。他们利用雷达和激光对冰层高度的测量,精确到厘米以内,产生了有史以来最高分辨率的冰层损失月度变化图。

数以百计的融水湖隐藏在南极洲广袤的冰层之下。通过太空中强大的激光测高系统,NASA的冰云和陆地海拔卫星-2(ICESat-2)正在帮助科学家"看清"冰下的情况。

新记录中无与伦比的细节展示了长期趋势和年度天气模式如何影响冰层。它甚至描绘了冰盖的上升和下降,因为冰川下的湖泊经常填充和排空。这项研究的主要作者、JPL的Johan Nilsson说:“像这样微妙的变化,再加上从这组数据中对长期趋势的进一步了解,将有助于研究人员了解影响冰层损失的过程,从而改进未来对海平面上升的估计。”

将大量的测量档案综合分析成一个单一的、高分辨率的数据集,花费了多年的工作和NASA服务器上的数千小时的计算时间。根据 Nilsson的说法,这一切都是值得的。“将数据浓缩成更广泛有用的东西,可能使我们更接近我们需要的重大突破,以更好地了解我们的星球,并帮助我们为气候变化的未来影响做好准备。”

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