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

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

“末日冰川”的自鸣钟：卫星遥感图像揭示南极洲思韦茨冰川下的剧烈融化

“末日冰川”的自鸣钟：卫星遥感图像揭示南极洲思韦茨冰川下的剧烈融化由加州大学欧文分校冰川学家领导的研究小组利用卫星雷达数据重建了南极洲西部Thwaites冰川下几公里处接地带涌动的暖海水的影响。这项研究是发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一篇论文的主题，它将帮助气候建模人员更精确地预测全球海洋末端冰川融化导致的海平面上升。图片来源：NASA/JamesYungel这个绰号反映了该冰川的巨大规模及其显著的融化速度，科学家们认为，如果冰川坍塌或完全融化，会大大加剧海平面的上升。加州大学欧文分校领导的研究小组表示，海水与冰川之间的广泛接触--这一过程在整个南极洲和格陵兰岛都得到了复制--导致了"剧烈的融化"，可能需要重新评估全球海平面上升的预测。他们的研究发表在5月20日的《美国国家科学院院刊》上、数据和观察结果冰川学家依靠的是芬兰的ICEYE商业卫星任务在2023年3月至6月期间收集的数据。ICEYE卫星组成了一个"星座"，在环绕地球的极地轨道上，利用InSAR（干涉仪合成孔径雷达）持续监测地球表面的变化。航天器在一个确定的小区域内多次飞行，可获得平滑的数据结果。在这项研究中，它显示了思韦茨冰川的上升、下降和弯曲。"这些ICEYE数据提供了一系列与潮汐周期密切相关的长期日常观测数据，"领衔作者、加州大学欧文分校地球系统科学教授EricRignot说。"过去，我们只有一些零星的数据，仅凭这些观测数据很难弄清发生了什么。当我们有了连续的时间序列，并将其与潮汐周期进行比较时，我们看到海水在涨潮时涌入，然后退去，有时会进入冰川下面更深的地方并被困住。多亏了ICEYE，我们开始第一次目睹这种潮汐动态。"由ICEYE合成孔径雷达(SAR)星座根据2023年5月11、12和13日获取的图像记录的南极洲西部思韦茨冰川潮汐运动三维视图截图。等高线水平为间隔50米的冰床地形等高线。每个干涉条纹颜色周期的相位变化为360度，相当于冰面视距位移1.65厘米。干涉图叠加在2023年2月获取的大地遥感卫星9号图像上。在这项研究中，我们发现潮汐挠曲的极限在潮汐周期中以千米为单位变化，这表明加压海水能够侵入接地冰下数千米，并与冰川底部进行剧烈的热交换。在屏幕的右侧，一个单独的牛眼图案显示海水入侵在保护脊外又传播了6公里，表明在南极洲的这一关键区域，冰川仍在以每年一公里的速度后退。图片来源：EricRignot/加州大学欧文分校先进的卫星观测共同作者、ICEYE分析总监迈克尔-沃勒斯海姆（MichaelWollersheim）说："到目前为止，我们还无法对自然界中一些最具活力的过程进行足够详细或高频率的观测，以了解这些过程并为其建模。从太空观测这些过程，并利用雷达卫星图像提供厘米级精度的InSAR日频测量，标志着一个重大飞跃。"里格诺特说，这个项目帮助他和他的同事们更好地理解了海水在思韦茨冰川底部的行为。他说，从冰原底部涌入的海水，加上地热通量和摩擦产生的淡水，不断积聚，"必须流向某个地方"。水通过天然管道分布或汇集到空洞中，产生足够的压力使冰原升高。"有些地方的水几乎达到了上覆冰的压力，所以只需要再多一点压力就能把冰推上去。"水受到的挤压足以顶起半英里多的冰柱"。这可不是普通的海水。几十年来，里格诺特和他的同事们一直在收集气候变化对洋流影响的证据，洋流将较暖的海水推向南极洲和其他极地冰区的海岸。极圈深层海水含盐量高，冰点较低。淡水的冰点为零摄氏度，而咸水的冰点为零下两度，这一微小的差异足以导致研究中发现的基底冰的"剧烈融化"。对海平面上升的影响和未来研究论文合著者、加拿大安大略省滑铁卢大学环境学院教授克里斯蒂娜-道（ChristineDow）说："斯韦思是南极最不稳定的地方，相当于海平面上升了60厘米。令人担忧的是，我们低估了冰川的变化速度，这将给世界各地的沿海社区带来毁灭性的影响。"里格诺特说，他希望并期待这个项目的成果能够推动对南极冰川下条件的进一步研究、涉及自主机器人的展览以及更多的卫星观测。他说："科学界对前往这些偏远的极地地区收集数据和建立我们对正在发生的事情的理解充满热情，但资金却滞后。我们在2024年的实际美元预算与20世纪90年代相同。我们需要壮大冰川学家和物理海洋学家群体，以尽早解决这些观测问题，但现在我们还在穿着网球鞋攀登珠穆朗玛峰。"结论和对建模的影响同时也是美国宇航局喷气推进实验室（JPL）高级项目科学家的里格诺特说，从近期来看，这项研究将为冰盖建模界带来持久的好处。他说："如果我们将这种海洋与冰的相互作用纳入冰盖模型，我希望我们能够更好地再现过去四分之一世纪发生的事情，这将提高我们预测的可信度。如果我们能加入我们在论文中概述的这一过程（目前大多数模型都不包含这一过程），那么模型重建应该能更好地匹配观测结果。如果我们能做到这一点，那将是一个巨大的胜利。"道补充说："目前，我们还没有足够的信息来确定海水入侵不可逆转的时间。通过改进模型并将研究重点放在这些关键的冰川上，我们将努力把这些数字至少精确到几十年而不是几百年。这项工作将帮助人们适应不断变化的海平面，同时关注减少碳排放，以防止最坏的情况发生。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431899.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431899.htm

研究揭示南极洲“末日冰川”迅速退缩的危险状态

研究揭示南极洲“末日冰川”迅速退缩的危险状态科学家们已经部署了一艘先进的机器人潜艇，以获得对南极洲西部思韦茨冰川(ThwaitesGlacier)的新视角，这些突破性的海底图像以新的细节突出了其危险的状态。该研究显示，该冰川在过去经历了快速退缩，科学家们现在预计在未来会再次看到，这可能会对全球海平面产生重要影响。思韦茨冰川大约有佛罗里达州那么大，其也被称为“末日冰川”，因为它是南极洲最不稳定的冰川之一。它的融化速度正在加快，其流出速度在过去30年里翻了一番，一些研究表明，它可能在几年内就会完全崩溃。如果发生这种情况，从这个巨大的冰流中释放的水量将足以使全球海平面上升数米。众所周知，思韦茨冰川正处于快速退缩阶段，但由南佛罗里达大学的海洋地球物理学家领导的新研究显示，这可能比我们意识到的更快。2019年，该团队派出了一个装载有成像传感器的先进水下机器人，执行了20个小时的任务，对冰川前方的海床进行测绘。极端的夏季条件和海冰的缺乏使科学家们有史以来第一次进入这一段海底。这与2020年的另一次研究考察有相似之处，在这次考察中，科学家们派出了一个机器人潜水器来检查思韦茨冰川的接地线，即海底与冰层的交汇点，以评估其稳定性。这项新的研究专注于冰川前面的海底地理，绘制了一个大约相当于休斯顿的区域。这揭示了科学家们以前不知道的特征，最值得注意的是一组160条平行的海脊，这些海脊是随着冰川接地线的退缩而形成的，并随着潮汐的变化而上下晃动着。领导这项研究的AlastairGraham说：“这就像你在看海底的验潮仪一样。它真的让我震惊，这些数据是如此的美丽。”将这些海脊的形成与该地区的潮汐周期相匹配，发现这些海脊中的每一条都必须是每天形成的，使研究小组能够得出关于退缩速度的结论。他们计算出，在过去两个世纪的某个时刻，在五或六个月的时间里，冰川以大约2.1公里（1.3英里）的速度退缩。这是在2011年和2019年之间由卫星测量的退缩速度的两倍。来自英国南极调查局的海洋地球物理学家和研究报告的共同作者RobertLarter说：“思韦茨冰川今天确实在努力坚持着，我们应该期待在未来看到小时间尺度的大变化--甚至从一年到下一年--一旦冰川退到它的床面的浅脊之外。”这项研究发表在《自然-地球科学》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312935.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1312935.htm

科学家们首次绘制出南极洲最脆弱冰川下方的地面图

科学家们首次绘制出南极洲最脆弱冰川下方的地面图英国南极调查局的双水獭飞机飞过Thwaites冰川，机翼上挂着仪器。资料来源：卡尔-罗宾逊/英国南极调查局该冰川的面积相当于英国或美国佛罗里达州，是南极洲变化最快的冰海系统之一。这项研究由英国南极调查局（BAS）领导，斯旺西大学地理系的冰川学家BerndKulessa教授参与。这些研究结果产生了一张新的区域地质图，由英国南极调查局的研究人员制作并发表在《科学进展》杂志上。Thwaites冰川下的详细地质图显示了令人惊讶的厚重沉积物的低洼地区和与裂缝有关的长条状侵入物。资料来源：汤姆-乔丹/英国南极调查局领导这项研究的英国南极调查局的地球物理学家汤姆-乔丹博士说："沉积物带来了更快的流动，就像在泥土上滑行。现在我们有了一张滑腻的沉积物所在的地图，我们可以更好地预测冰川在未来退缩时的表现。"Thwaites冰川的着陆区--与海底相接的地方自20世纪90年代末以来已经退缩了14公里。该冰原的大部分都在海平面以下，容易受到快速、不可逆转的冰层流失的影响，可能在几个世纪内使全球海平面上升半米以上。新的分析是基于空中勘测，使用配备有雷达的飞机，可以透过冰层看到下面的岩石，还有传感器，可以绘制冰川所在的地面和海床以下数千米的重力和磁力的微小变化。然后，研究人员使用这些多种数据源来编制一个三维特征图，包括不同岩石的类型和范围。目前还不清楚这些关于冰川下地质的新知识将如何影响对Thwaites和其他冰川的冰流和损失的估计。这项研究表明，地质景观对基底剪切应力有直接的控制作用，而剪切应力影响着冰流入海洋的速度。研究小组的成员现在将对这些过程进行更详细的研究。建模人员也可能能够利用新的数据对未来的冰损失做出更可靠的预测。瞥见Thwaites冰川的未来资料来源：卡尔-罗宾逊/英国南极调查局斯旺西大学地理系的BerndKulessa教授说："Thwaites冰川的持续快速退缩可以说是未来海平面上升预测中最大的不确定因素之一。通过结合一系列机载地球物理数据集并使用科学的概念进行分析，我们的研究首次揭示了冰层下的地质情况。这很重要，因为冰川的冰比其他类型的岩石更容易滑落，而地热加热将帮助冰在某些地区更快滑落。因此，我们的研究为更好地预测未来斯怀特冰川的冰流和海平面上升提供了一个令人兴奋的新基础。"汤姆-乔丹教授补充说："我们希望通过展示详细的地质情况，以及它与基底摩擦力的关联，未来的冰川退缩模型将具有更低的不确定性，因为基底过程的控制将被更好地理解。没有一项科学研究能够与气候变化的规模和挑战相提并论。但是，正是像这样的所有单个科学研究的渐进式建设，使我们能够理解和应对这一挑战。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364573.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364573.htm

哥白尼哨兵2号《太空探索地球》系列：欣赏南极洲的万圣节裂缝

哥白尼哨兵2号《太空探索地球》系列：欣赏南极洲的万圣节裂缝哥白尼哨兵2号拍摄的南极洲的万圣节裂缝图像。该图像拍摄于2022年10月25日。图中包含经过修改的哥白尼哨兵数据（2022年），由ESA处理，CCBY-SA3.0IGO万圣节裂缝目前是稳定的，与布鲁特冰架更不稳定的尖端相邻。冰架的这个尖端被悬空了--它现在只被切开冰架西部和剩余东部的长裂缝北端约600米（2000英尺）长的一条狭窄的冰带固定住。利用哥白尼哨兵一号任务的雷达图像，这个动画显示了从2016年9月到2019年10月中旬的两条冰裂缝的演变。向北延伸的大裂缝被称为裂缝1，而向东延伸的裂缝被称为万圣节裂缝。图像来源包含修改过的哥白尼哨兵数据（2016-19），由ESA处理，CCBY-SA3.0IGO如果这个潜在的断裂点最终让位，预计将产生一个约1750平方公里（675平方英里）的巨大冰山。为了比较大小，这大约是罗德岛州面积的三分之二，或者是马耳他面积的五倍以上。由于冰架是浮动的，当它们形成冰山时，这些冰山实际上并没有增加海平面的上升。然而，冰架对陆地上的冰川流向大海的速度起到了制动作用。由于气候变化，南极洲的冰架正在减弱，导致更多的陆地冰块最终进入海洋的风险更大。这将因此增加海平面上升，这可以说是比万圣节更可怕的事情。由具有不同观测能力的卫星进行的常规监测为像南极洲这样的偏远地区发生的事件提供了前所未有的视角，以及冰架如何应对冰层动力学、空气和海洋温度的变化。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331659.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331659.htm