新的卫星数据让科学家看到南极洲融化的冰

2020-05-02 17:48:13

来自太空的新数据提供了迄今为止最精确的南极洲冰的图片,在那里它积累得最快,消失的速度也最快,以及这些变化可能如何导致海平面上升。

这些信息发表在周四发表在《科学》(Science)杂志上的一篇论文中,将帮助研究人员更好地了解南极洲冰流失的最大驱动因素,即允许更多冰从内陆流向海洋的浮动冰架变薄,以及这将如何导致海平面上升。研究人员很早就知道,虽然随着气候的变化,整个大陆的质量都在下降,但变化是不均匀的。在某些地区,比如部分地区,它正在积累更多的冰。

这篇论文的作者之一海伦·A·弗里克(Helen A.Fricker)说,科学家们曾试图研究变薄的大陆架和所谓的冰层之间的联系,但一直受阻,因为大多数观测都是在一个或另一个区域进行的,而且是在不同的时间进行的。“现在我们把它们都放在了同一张地图上,这是一件非常强大的事情,”弗里克博士说,他是加利福尼亚州拉荷亚斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution Of Ocean)的冰川学家。

冰云和陆地高程卫星-2,简称ICESat-2,于2018年发射,是美国国家航空航天局(NASA)地球观测系统的一部分。它取代了从2003年到2009年提供数据的一颗卫星。ICESat-2使用激光高度计,向300英里以下的地球表面发射分成6束的光子脉冲。在每个脉冲中的数万亿个光子中,只有一小部分反射的光子在卫星上被探测到。非常精确地测量这些光子的旅行时间。

“它和我们以前在太空中使用的任何仪器都不一样,”另一位作者亚历克斯·S·加德纳(Alex S.Gardner)说,他是加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的冰川学家。他说,分辨率非常高,可以探测到冰面的裂缝和其他小特征。

随着温水从下面融化冰架,冰山破裂,南极洲西部的海岸正在迅速失去质量。

随着温水从下面融化冰架,冰山破裂,南极洲西部的海岸正在迅速失去质量。

随着温水从下面融化冰架,冰山破裂,南极洲西部的海岸正在迅速失去质量。

研究人员使用这两颗卫星的海拔测量来确定南极洲的物质平衡,即积累和损失之间的差异,从2003年到2019年,在南极洲的27个流域中的每一个都是如何变化的。总体而言,他们报告说,在这段时间里,非洲大陆失去了足够的冰,使海平面上升了6毫米,约合四分之一英寸。

华盛顿大学冰川学家、该研究的作者之一本·史密斯(Ben Smith)说,虽然这一发现与使用其他仪器数据的其他研究一致,但“在很多方面,这是一个更明确的衡量标准”。“它显示了一系列差异,我们可以真正详细地了解这些差异,并知道它们对冰盖意味着什么。”

冰的流失仅限于南极洲西部和南极半岛;更大的东南极冰盖在这段时间里增加了质量。加德纳博士说,东南极的增加很可能是因为降水增加。他说:“虽然我们不能说这些变化与当代气候变化有关,但我们可以说,这些都是我们期望在全球变暖中看到的变化模式。”

以雪的形式增加的降水会导致冰盖质量的增加,因为随着时间的推移,雪会压缩成冰。

南极洲西部变薄的冰架允许陆地上的冰向海洋移动,这可能会提高海平面。

南极洲西部变薄的冰架允许陆地上的冰向海洋移动,这可能会提高海平面。

南极洲西部变薄的冰架允许陆地上的冰向海洋移动,这可能会提高海平面。

研究人员发现,漂浮的冰架占西南极洲冰流失的30%。

漂浮的冰以两种方式消失:一种是冰山崩解,另一种是通过环流大陆的一股较暖的深流从下面融化。

根据定义,漂浮的冰已经在水中了,所以当它崩解或融化时,不会增加海平面的上升。但是,冰架在它们后面的地面冰上起到了支撑作用;当它们变薄时,它们可以让冰流动得更快。当之前搁浅的冰到达水面时,它会增加海平面的上升。

科学家们越来越担心,南极洲西部浮冰的消失正在导致西南极冰盖中的陆冰流动得更快,而且冰盖的一部分可能会在几个世纪内坍塌,从而大幅提高海平面。

这项研究还观察了格陵兰冰盖的变化。与南极洲不同的是,南极洲几乎没有冰通过表面融化和径流流失,而格陵兰岛多达三分之二的冰通过这种方式流失。

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