斯坦福大学科学家发现海平面上升的关键性缺失部分

斯坦福大学科学家发现海平面上升的关键性缺失部分寻求了解南极洲冰雪融化将如何影响地球海洋的科学家们经常会使用计算模型。他们最近的努力集中在冰层的几何形状、断裂和表面融化--这些过程有可能触发或加速冰层的质量损失。现在，研究人员已经确定了一个可能对冰原未来产生类似重大影响的额外过程：在陆地和其上方数英里厚的冰原的界面上的冰床解冻，称为基底解冻。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1316127.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1316127.htm

极地对比：格陵兰和南极洲有着不同的融冰模式

极地对比：格陵兰和南极洲有着不同的融冰模式加州大学欧文分校领导的研究人员确定了下坡风和臭氧层的作用。美国加州大学欧文分校和荷兰乌特勒支大学的研究人员发现，格陵兰岛的地表冰在最近几十年里以越来越快的速度融化，而南极洲的冰融化趋势却与之相反。在最近发表在美国地球物理联盟期刊《地球物理研究通讯》上的一篇论文中，科学家们研究了弗恩风和卡塔巴特风的作用，这些风是下坡阵风，它们将温暖、干燥的空气带到冰川顶部。他们说，在过去20年里，与这些风有关的格陵兰冰盖融化增加了10%以上；风对南极冰盖的影响则减少了32%。格陵兰岛遍布冰冻的融水湖，如上图所示，这是在2012年美国国家航空航天局（NASA）的一次考察中拍摄的。加州大学洛杉矶分校地球系统科学家领导了一项研究，探讨温暖、干燥的下坡风在加速格陵兰冰盖解冻中的作用。作为同一项目的一部分，研究人员在地球的另一端发现了一个相反的结果：南极洲由风驱动的融化较少。资料来源：美国国家航空航天局冰桥行动"我们利用区域气候模型模拟研究了格陵兰岛和南极洲的冰原，结果表明，下坡风是这两个地区大量冰原表面融化的原因，"合著者、加州大学洛杉矶分校地球系统科学教授查理-曾德（CharlieZender）说。"地表融化导致径流和冰架水力断裂，增加了流向海洋的淡水量--造成海平面上升"。他说，虽然风的影响很大，但北半球和南半球全球变暖的不同行为导致了这两个地区截然不同的结果。在格陵兰岛，风导致的地表融化由于这个巨大的岛屿"变得如此温暖，以至于仅靠阳光（无风）就足以使其融化"而变得更加复杂。风力驱动的融化增长了10%，再加上地表气温升高，导致地表冰融化总量增加了34%。他将这一结果部分归因于全球变暖对北大西洋涛动（一种海平面压差指数）的影响。北大西洋涛动转为正相，导致高纬度地区气压低于正常水平，格陵兰岛和其他北极地区迎来暖空气。作者发现，与格陵兰岛相比，自2000年以来，南极洲地表融化总量减少了约15%。坏消息是，减少的主要原因是南极半岛上由风力产生的下坡融化减少了32%，那里有两个脆弱的冰架已经坍塌。曾德说，幸运的是，20世纪80年代发现的南极平流层臭氧洞正在继续恢复，这暂时有助于隔绝地表的进一步融化。"格陵兰岛和南极洲的冰原将200多英尺的海水阻挡在海洋之外，自1992年以来，这些冰原的融化使全球海平面上升了约四分之三英寸。尽管格陵兰岛是近几十年来海平面上升的头号驱动力，但南极洲正紧随其后并迎头赶上，最终将主导海平面的上升。因此，随着两块冰原的恶化，包括气候变化如何改变风和冰之间的关系，对融化进行监测和建模非常重要。"曾德希望，对极地地区弗恩风和卡塔巴赫风作用的研究将有助于气候科学界加强地球系统模型的物理保真度。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391967.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391967.htm

NASA发现以前未知的南极冰层损失：“南极洲的边缘正在崩塌”

NASA发现以前未知的南极冰层损失：“南极洲的边缘正在崩塌”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ChadGreene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198...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312761.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1312761.htm

南极洲日益日渐稀薄的冰原下令人不安的发现

南极洲日益日渐稀薄的冰原下令人不安的发现之前和之后：1975年2月18日（上图）至2015年3月2日（下图）南极洲西部冰川萎缩的卫星图像。资料来源：美国国家航空航天局地球观测站他们的研究最近发表在《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上。虽然目前已有一些了解冰川下流动的方法，但这些技术涉及耗时的计算。相比之下，罗贝尔和西姆利用过去二十年对南极洲的卫星测量结果，开发出了一个简单方程，可以预测冰盖下含水层地下水的渗出速度。地球与大气科学学院助理教授罗贝尔解释说："用数学术语来说，我们有了一个闭式解决方案。以前，人们会运行一个水文机械模型，该模型必须应用于南极洲下的每一个点，然后在很长一段时间内向前运行。由于研究人员的新理论是一个数学上简单的方程，而不是一个模型，我们的整个预测可以在笔记本电脑上几分之一秒内完成。"亚历克斯-罗贝尔是佐治亚理工学院地球与大气科学学院的助理教授。资料来源：佐治亚理工学院（AllisonCarter）罗贝尔补充说，虽然有为类似模型开发此类理论的先例，但这一理论的特殊性在于，它是针对冰原下存在的特殊边界条件和其他条件而开发的。"据我们所知，这是第一个在数学上描述冰原下渗出和渗透的简单理论"。"每当你能用一个非常简单的模型来描述一个过程--然后能够预测可能发生的情况，特别是利用我们今天所拥有的丰富数据，这真是太好了。"地球和大气科学学院的研究科学家西姆补充说："这太不可思议了。"看到这样的结果非常令人惊讶"。论文的主要论点之一强调了冰川下水的潜在巨大来源--可能是之前认为的两倍--它可能会影响冰川冰流动的速度以及冰川底部冰融化的速度。罗贝尔和西姆希望，这一理论所带来的预测结果能被纳入科学家用来预测未来冰原变化和海平面上升的冰原模型中。危险的反馈循环含水层是富含地下水的多孔岩石或沉积物的地下区域。"罗贝尔参考西姆绘制的图表解释说："如果你减轻含水层的重量，比如南极洲大部分地区的含水层，水就会开始从沉积物中流出。这种过程被称为"渗出"（exfiltration），以前曾对其进行过研究，但研究的重点是冰期周期的长时间尺度，即长达数万年的时间。有关现代冰原的研究较少，尤其是有关在当今南极冰原变薄的部分下发生渗出的速度有多快的研究。不过，利用最近的卫星数据和他们的新理论，研究小组已经能够预测现代冰盖下的渗出可能是什么样子。罗贝尔解释说："可能的预测范围很广。但在这一预测范围内，地下水确实有可能以一定的速度流出含水层，使其成为冰盖下大部分或接近大部分的水"。ShiJoyceSim是佐治亚理工学院地球与大气科学学院的研究科学家。图片来源：佐治亚理工学院（ShiJoyceSim）如果这些参数是正确的，那就意味着进入冰川下界面的水量是之前估计的两倍。冰原就像一张毯子，盖在温暖的地球上，把热量吸附在底部，远离南极洲寒冷的大气层--这意味着南极冰原最温暖的地方是在冰原的底部，而不是表面。当冰层变薄时，较温暖的地下水更容易渗出，这种热梯度会加速冰层的融化。罗贝尔解释说："当大气变暖时，这一信号需要数万年的时间才能通过南极冰盖这样厚度的冰层扩散。但是，这种外渗过程是对冰层已经在不断变薄的一种反应，而且是现在的一种即时反应"。除了海平面上升，这种额外的渗出和融化还有其他影响。世界上一些海洋生产力最丰富的地方都位于南极洲沿岸，能够更好地预测渗出和融化可以帮助海洋生物学家更好地了解海洋生产力的发生地，以及未来可能发生的变化。罗贝尔还希望这项工作能开启与地下水水文学家更多合作的大门，他们或许能将自己的专业知识应用于冰盖动力学，而西姆则强调了更多实地考察的必要性。"让实验人员和观测人员有兴趣帮助我们更好地确定这些含水沉积物的一些特性--这将非常有帮助，"Sim说。"这是我们目前最大的未知数，它严重影响着研究结果。她补充说："从系统深处汲取热量的潜力非常有趣。"有相当多的水可以汲取更多的热量，我认为那里的热量预算可能会很有趣。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391873.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391873.htm

历时25年的研究揭示了南极洲冰川的巨大损失

历时25年的研究揭示了南极洲冰川的巨大损失该图显示了南极周围的水温。在南极洲西侧，海底的水温接近2摄氏度，其温度足以融化上面流动的冰层。东侧的海水温度较低。资料来源：BenjaminDavison博士/利兹大学。在这25年中，科学家们计算出有近67万亿吨的冰被输出到海洋中，而冰架上增加的59万亿吨冰又抵消了这一损失，因此净损失为7.5万亿吨。动画视频展示了过去25年南极周围冰层的变化情况，并总结了该研究项目的发现。图片来源：PlanetaryVisions/欧洲航天局领导这项研究的利兹大学研究员本杰明-戴维森（BenjaminDavison）博士说："冰架退化的情况喜忧参半，这与南极洲周围的海洋温度和洋流有关。南极洲西半部暴露在暖水中，暖水会从下面迅速侵蚀冰架，而南极洲东部大部分地区目前受到海岸冷水带的保护，免受附近暖水的侵蚀。"地理和气候差异南极洲是一块广袤的大陆，面积是英国的50倍，西侧海域的洋流和风向与东侧不同，这导致西侧冰架下的海水温度升高。地球与环境学院极地地球观测专家戴维森博士说："我们预计大多数冰架都会经历快速但短暂的收缩周期，然后缓慢地重新生长。相反，我们看到几乎一半的冰架都在缩小，而且没有恢复的迹象。"南极洲夏季的总表面积约为1420万平方公里（约550万平方英里），比美国大陆大得多，约为澳大利亚的两倍，英国的50倍。南极洲是七大洲中海拔最高、最干燥、最寒冷、风力最大、最明亮的地方。它被一层平均厚度超过一英里的冰层完全覆盖，有些地方甚至厚达近三英里。这层冰经过数百万年的降雪积累而成。目前，南极冰盖包含了地球上90%的冰，如果融化，全球海平面将上升200多英尺。资料来源：美国国家航空航天局/戈达德太空飞行中心科学可视化工作室LIMA数据提供者：PatriciaVornberger（美国国家科学研究中心）：PatriciaVornberger(SAIC)LIMA数据由美国地质调查局(USGS)、英国南极调查局(BAS)和美国国家航空航天局(NASA)制作。他认为，人类引起的全球变暖很可能是冰层消失的关键因素。如果是由于气候模式的自然变化，西部冰架上应该会有一些冰重新生长的迹象。冰架漂浮在南极洲周围的海面上，是覆盖南极洲大部分地区的冰原的延伸。冰架就像冰川末端的巨大"塞子"，减缓冰川流入海洋的速度。当冰架变薄或面积缩小时，这些"塞子"就会减弱，从而导致冰川流失冰的速度加快。研究人员在格茨冰架上观察到了一些最大的冰损失，在25年的研究期间，格茨冰架损失了1.9万亿吨冰。其中只有5%是由于冰裂解造成的，即大块冰脱离冰架进入海洋。其余的则是冰架底部融化造成的。显示格茨冰架的卫星图像。在25年的研究期间，格茨冰架损失了1.9万亿吨冰。这张图片是由2023年1月至9月期间记录的卫星数据合成的。图片来源：欧洲航天局同样，松岛冰架也损失了1.3万亿吨冰。其中约三分之一--4500亿吨--是由于冰盖崩裂造成的。其余的则是冰架底部融化造成的。相比之下，位于南极洲另一侧的阿梅利冰架则增加了1.2万亿吨冰。它周围的水域要冷得多。对南极洲的主要评估研究人员分析了10万多张卫星雷达图像，对冰架的"健康状况"进行了重大评估。如果冰架消失甚至缩小，将对南极洲的冰系统和全球海洋环流产生重大的连锁反应，而全球海洋环流是一条巨大的"传送带"，它将养分、热量和碳从这个敏感的极地生态系统中输送出去。从冰架和冰川释放到海洋中的水是淡水。在25年的研究期间，研究人员估计，仅冰架就有66.9万亿吨淡水流入南极洲周围的南大洋。在南大洋，浓密的咸水作为全球海洋传送带的一部分沉入海底。海水的下沉是推动海洋传送带的引擎之一。来自南极洲的淡水稀释了海水中的盐分，使海水变得更清新、更轻盈，这就需要更长的时间下沉，从而削弱了海洋循环系统。发表在《自然-气候变化》杂志上的另一项研究表明，这一过程可能已经开始。利兹大学的安娜-霍格（AnnaHogg）教授也是这项研究的作者之一："这项研究取得了重要发现。我们通常认为冰架会周期性地前进和后退。相反，我们看到的是由于融化和断裂造成的持续损耗。许多冰架已经严重退化：48个冰架在短短25年间损失了其初始质量的30%以上。这是气候变暖导致南极洲发生变化的进一步证据。这项研究提供了一个基准测量值，我们可以从中看到随着气候变暖可能出现的进一步变化。"有关南极洲近年来发生的变化的信息主要来自CryoSat-2和Sentinel-1卫星，这两颗卫星即使在阴天和漫长的极夜也能对南极洲进行监测。2010年发射的CryoSat-2是欧洲航天局的首个探索任务，也是首个专门用于监测地球极地冰原和冰川的任务。爱丁堡大学和地球波公司的诺埃尔-古梅伦教授是这项研究的合著者之一："CryoSat-2是监测极地环境的绝佳工具。它能够精确绘制冰架受下方海洋侵蚀的地图，从而能够对冰架的损失进行精确的量化和分区，同时也揭示了这种侵蚀是如何发生的迷人细节。"这些卫星传感器捕捉到的细节非常丰富，科学家们能够追踪南极洲每年的变化。欧洲航天局（ESA）地球和任务科学负责人马克-德林克沃特博士说："监测和跟踪广袤的南极大陆上的气候变化需要一个全年定期捕获数据的卫星系统。欧洲哥白尼计划的哨兵一号卫星任务满足了这一需求。与欧空局前身ERS-1、-2和环境卫星获取的历史数据一起，哨兵一号彻底改变了我们评估浮冰架的能力，浮冰架是质量平衡和南极冰盖健康状况的风向标。在不久的将来，我们将通过CRISTAL、CIMR和ROSE-L三项新的极地任务进一步加强对南极的监测。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391559.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391559.htm

“南极洲正在崩溃的边缘”：NASA研究揭露了数十年的冰层损失

“南极洲正在崩溃的边缘”：NASA研究揭露了数十年的冰层损失根据周三发表在《自然》上的一项由NASA领导的基于卫星图像的研究，自1997年以来，南极洲的冰层边缘已经损失了约12万亿公吨的冰。这一相当令人震惊的事实因研究人员意识到这一数字是以前估计的两倍且可能会加速，因为地球的气候由于人类引起的气候变化而变暖的速度。这项研究的论文第一作者、NASA喷气推进实验室(JPL)的科学家ChadGreene在一份新闻稿中说道：“南极洲的边缘正在崩溃。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。”换句话说，我们需要担心南极洲的冰架的原因远远超出了保护我们星球最纯净的地区之一的范围。你可以把南极洲巨大的、冰冻的、完整的冰层看作是淡水的储存设施。如果冰原边缘的架子开始融化，那么它们所储存的水就会涓涓流入海洋，随着时间的推移，海平面就会上升。当冰块脱离大陆并进入海洋时，这被称为“冰解”。通常情况下，破冰是自然发生的且速度相当稳定，这意味着冰架在长期内有一个恒定的大小，海平面也有一个普遍稳定的水平。“但在最近几十年里，”NASA说道，“海洋变暖一直在破坏南极洲冰架的稳定性，从下面融化它们，并使它们变得更薄、更弱。”今年早些时候，一个和洛杉矶一样大的冰架就在人们面前瓦解。这并不是一个巧合，同样在最近几十年，气候变化迫使海洋温度成倍上升。即使气候的一些变化是可以预期的，正如历史所证明的那样，温度上升不应该发生得如此之快--对于野生动物的生存、地球自然循环保持平衡及我们保护我们的星球来说，这实在是太快了，也是不可持续的。这种快速的速度是因为人类活动如燃烧化石燃料作为能源和砍伐森林，它们正在迫使全球气温飙升。NASA在谈到这项新研究时说道：“海啸造成的损失已经大大超过了自然冰架的增长速度，研究人员认为南极洲不太可能在本世纪末恢复到2000年以前的范围。”事实上，现实情况恰恰相反。这项研究彻底分析了包括约3万英里（5万公里）的南极洲海岸线的冰架边缘，NASA指出，这表明这个雪域大陆最大的冰架在未来10到20年内将会发生重大的冰解。而更糟糕的是，伴随着发表在《EarthSystemScienceData》上的一项由NASA领导的研究表明，南极洲的冰层变薄也已经从该大陆的外部边缘蔓延到内部，在过去十年中，冰原西部地区的冰层变薄几乎翻了一番。这一结论来自于七个太空仪器的近30亿个数据点的组合。NASAJPL的科学家JohanNilsson在新闻稿中说道：“像这样微妙的变化再加上从这组数据中对长期趋势的改进理解，将有助于研究人员了解影响冰层流失的过程从而改进未来对海平面上升的估计。”《国家地理杂志》强调了监测海平面上升的重要性，举例来说，因为其后果包括风暴潮的强度增加，洪水和沿海地区的破坏。这意味着除了野生动物之外，脆弱地方的大型人口中心将不得不从他们的家园搬迁。如孟加拉国的公民一直在与由气候变化驱动的越来越多的悲惨气旋作...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1303575.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1303575.htm