人工智能发现南极冰架上的融水比原来多一倍

人工智能发现南极冰架上的融水比原来多一倍 流入南大洋的特雷西-特雷门楚斯冰架上汇集的融水和泥泞。图片来源：包含经过修改的哥白尼哨兵数据[2018]，由 Rebecca Dell 处理在盛夏时节，南极冰架上一半以上的融水都是雪泥被水浸泡过的雪，但区域气候模型中却很少考虑到这一点。剑桥大学领导的研究人员利用人工智能技术绘制了南极冰架上的雪泥地图，发现57%的融水以雪泥的形式存在，其余的融水则存在于地表池塘和湖泊中。巴赫冰架上汇集的融水和淤泥。资料来源：包含经修改的哥白尼哨兵数据[2023]，由 Rebecca Dell 处理随着气候变暖，冰架表面会形成更多的融水，冰架是南极洲周围的浮冰，起着抵御内陆冰川冰雪的作用。融水增加会导致冰架不稳定或坍塌，进而导致海平面上升。研究人员还发现，泥泞和汇集的融水导致的融水形成量是标准气候模型预测的 2.8 倍，因为泥泞和汇集的融水比冰或雪吸收更多的太阳热量。这些结果今天（6月27日）发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）杂志上，可能会对冰架稳定性和海平面上升产生深远影响。每年夏天，随着天气转暖，南极洲浮冰架表面都会积水。以前的研究表明，表面融水湖会导致冰架断裂和坍塌，因为水的重量会使冰弯曲或断裂。然而，冰泥在冰架稳定性方面的作用却更难确定。第一作者、剑桥大学斯科特极地研究所（SPRI）的丽贝卡-戴尔（Rebecca Dell）博士说："我们可以利用卫星图像绘制南极洲大部分地区的融水湖，但很难绘制冰泥，因为从卫星上看，冰泥看起来像其他东西，比如云的阴影。但是利用机器学习技术，我们可以超越人眼所能看到的范围，更清晰地了解淤泥对南极洲冰层的影响。"尼夫利森冰架上汇集的融水和冰泥。图片来源：包含经修改的哥白尼哨兵数据[2020]，由丽贝卡-德尔处理剑桥大学的研究人员与科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado Boulder）和代尔夫特理工大学（Delft University of Technology）的研究人员合作，利用美国国家航空航天局（NASA）陆地卫星8号（Landsat 8）卫星的光学数据，训练了一个机器学习模型，获得了2013年至2021年期间57个南极冰架上泥泞和融水湖的月度记录。戴尔说："机器学习使我们能够利用卫星提供的更多信息，因为它可以使用比人眼所能看到的更多波长的光。这让我们能够确定哪些是泥泞，哪些不是泥泞，然后我们就可以训练机器学习模型，在整个大陆上快速识别泥泞。"同样来自 SPRI 的合著者伊恩-威利斯（Ian Willis）教授说："我们有兴趣了解南极夏季有多少淤泥，以及随着时间的推移它是如何变化的。"研究人员利用他们的机器学习模型发现，在南极夏季1月份的高峰期，南极洲冰架上一半以上（57%）的融水都是淤泥，其余43%是融水湖。戴尔说："在南极洲的所有大型冰架上，这些泥浆从未被大规模测绘过，因此在此之前，超过一半的地表融水都被忽视了。这对水力断裂过程具有潜在的重要意义，融水的重量会在冰层中产生或扩大裂缝。"融水会影响南极海岸线附近浮冰架的稳定性。随着气候变暖，南极洲的融化速度加快，融水无论是以湖泊还是泥泞的形式都会进入冰层的裂缝，导致裂缝变大。这会造成冰架断裂，并可能导致脆弱的冰架坍塌，进而使内陆冰川的冰溢入海洋，造成海平面上升。威利斯说："由于泥浆比融水更坚固，它不会像湖水那样造成水力断裂，但这绝对是我们在试图预测冰架如何或是否会坍塌时需要考虑的问题。"除了泥泞对水力断裂的潜在影响外，它对融化率也有很大影响。由于泥泞和湖泊的白色程度低于雪或冰，它们从太阳中吸收的热量更多，导致融雪量增加。气候模型目前没有考虑到这种额外的融化，这可能导致对冰原融化和冰架稳定性的预测被低估。戴尔说："我很惊讶气候模型中对这些融水的考虑如此之少。"作为科学家，我们的工作就是减少不确定性，因此我们总是希望改进我们的模型，使其尽可能准确。""未来，南极洲目前没有水或泥泞的地方很可能会开始发生变化，"威利斯说。"随着气候继续变暖，将会出现更多的融化现象，这可能会对冰的稳定性和海平面上升产生影响。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

时速80英里的冰川断裂：来自南极洲的警钟

时速80英里的冰川断裂：来自南极洲的警钟 在这幅插图中，海水从地表深处流入南极洲正在打开的冰架裂缝。新的研究表明，这种裂缝的打开速度非常快，涌入的海水有助于控制冰架破裂的速度。资料来源：罗布-索托一个关键问题是，海洋变暖会如何导致冰川更快地断裂。华盛顿大学的研究人员展示了南极冰架上已知最快的大规模断裂。这项最近发表在《AGU Advances》上的研究显示，2012 年，松岛冰川上形成了一条 6.5 英里（10.5 公里）长的裂缝，这条裂缝大约在 5 分半钟内形成，松岛冰川是一个正在后退的冰架，它挡住了更大的南极西部冰盖。这意味着裂缝以每秒约115英尺（35米）的速度打开，即每小时约80英里。第一作者斯蒂芬妮-奥林格（Stephanie Olinger）说："据我们所知，这是迄今为止观测到的速度最快的裂缝打开事件，这表明，在某些情况下，冰架可能会破碎。这告诉我们今后需要注意这种行为，也告诉我们如何在大尺度冰盖模型中描述这些裂缝。"她在华盛顿大学和哈佛大学从事博士研究，现在是斯坦福大学的博士后研究员。对于典型的南极冰架来说，裂缝是指穿过大约 1000 英尺（300 米）浮冰的裂缝。这些裂缝是冰架断裂的前兆，在断裂过程中，大块的冰从冰川上断裂并落入大海。松岛冰川经常发生这种情况研究中观察到的冰山早已脱离大陆。2012 年 5 月 8 日（左）和 5 月 11 日（右）相隔三天拍摄的卫星图像显示，一条新的裂缝形成了一个"Y"形分支，从之前的裂缝向左延伸。三台地震仪器（黑色三角形）记录的振动被用来计算裂缝的传播速度，最高可达每小时 80 英里。图片来源：Olinger 等人/AGU Advances"冰架对南极冰盖的其他部分具有非常重要的稳定作用。如果冰架断裂，后面的冰川冰层就会真正加速，"奥林格说。"这种开裂过程实质上就是南极冰架如何形成大型冰山的过程"。在南极洲的其他地区，裂缝的形成往往需要数月或数年的时间。但在松岛冰川这样快速演变的地貌中，裂缝的出现会更快，研究人员认为，南极西部冰原已经越过了崩塌入海的临界点。卫星图像可提供持续观测。但轨道卫星每三天才经过地球上的每一个点。在这三天里发生了什么更难确定，尤其是在南极脆弱冰架的危险地形中。在新的研究中，研究人员综合运用了各种工具来了解裂缝的形成。他们使用了其他研究人员2012年放置在冰架上的仪器记录的地震数据，以及卫星的雷达观测数据。冰川冰在短时间内像固体，但在长时间内更像粘性液体。"裂谷的形成更像是玻璃破碎，还是像硅胶被拉开？这是一个问题，"奥林格说。"我们对这一事件的计算表明，它更像玻璃破碎。"如果冰是一种简单的脆性材料，它应该碎得更快。进一步的调查表明了海水的作用。裂缝中的海水使空间保持开放，抵御冰川向内的力量。由于海水具有粘度、表面张力和质量，它不可能瞬间填满空隙。相反，海水填充裂缝的速度有助于减缓裂缝的扩展。奥林格说："在改进大规模冰盖模型的性能和对未来海平面上升的预测之前，我们必须对影响冰架稳定性的许多不同过程有一个良好的、基于物理学的理解。"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

为避免海平面上升研究人员提议在南极冰川周围建造屏障

为避免海平面上升研究人员提议在南极冰川周围建造屏障 地球海平面在快速上升，对世界各地的沿海地区构成了严重威胁。为了减缓海平面上升，有研究人员提议利用地球工程方法在冰川周围建造屏障，或者深度钻探减缓滑落到海洋的速度。冰川地球工程的支持者认为应该从源头去遏制海平面上升，而不是花费数以万亿的美元在海滨城市周围建墙。研究人员的早期建议是使用塑料，但为了避免塑料污染而改用了帆布和剑麻等天然纤维。如此大规模的工程造价不菲，研究人员在 2023 年估计在南极冰川周围建造 80 公里长的屏障需要花费 880 亿美元。整个工程将需要庞大的破冰船队、大量的运输，巨大的供应链，需要大量人员去建造、维护和保护。它可能还有副作用如破坏洋流模式或危及野生动物。此外还需要几十年时间才能确定干预措施是否有效。美国国家冰雪数据中心冰川学家 Twila Moon 反对对此类的地球工程设想进行初步研究。 via Solidot

世界气象组织发布的《2023年全球气候状况》报告显示，温室气体水平、地表温度、海洋热量和酸化、海平面上升、南极海洋冰盖和冰川退缩

世界气象组织发布的《2023年全球气候状况》报告显示，温室气体水平、地表温度、海洋热量和酸化、海平面上升、南极海洋冰盖和冰川退缩等方面的记录再次被打破，有些甚至是被大幅度刷新。 2023年是有记录以来最暖的一年，全球近地表平均温度比工业化前基线高出了1.45°C。这是有记录以来最暖的十年。 全球平均每天近三分之一的海洋受到海洋热浪的侵袭，重要的生态系统和食物系统受到损害。到2023年年底，超过90%的海洋在这一年的某个时间经历过热浪条件。 据初步数据显示，在北美西部和欧洲极度融化的推动下，全球一组基准冰川遭受了有记录以来最大的冰量损失。 到目前为止，南极海冰范围是有记录以来最小的，冬季结束时的最大范围比前一记录年低100万平方公里，相当于法国和德国面积的总和。 全球遭受严重粮食不安全的的人数翻了一番以上，从新冠疫情前的1.49亿人增加到了2023年的3.33亿人。报告称，天气和气候极端事件也许不是根本原因，但却是加剧因素。 （世界气象组织）

美国南方海平面以惊人的速率上升

美国南方海平面以惊人的速率上升 自 1900 年以来，全球海平面每年上升约 1.5 毫米，这一速率在至少 3,000 年里是空前的，它通常被认为与冰盖和冰川融化以及海洋温度上升有关。自 20 世纪中叶以来，海平面上升速率在加快，1992 年以来每年逾 3 毫米。2023 年《Nature Communications》期刊上的一项研究指出，南方海平面上升速率更快，从 20 世纪初的每年约 1.7 毫米升至 2021 年的至少 8.4 毫米。在美国佛罗里达州的 Pensacola，海平面年上升速率在 2021 年底达到了 11 毫米。海平面上升可能会加剧飓风风暴潮、洪水泛滥和土地流失等。 via Solidot

未被发现的融化威胁 科学家发现新的南极临界点

未被发现的融化威胁 科学家发现新的南极临界点 英国南极调查局的最新研究结果表明，由于冰原接地带的未计算过程，目前的模型低估了全球变暖对冰雪融化和海平面上升的影响。综合这些发现可以改进未来的气候预测。目前，预测海平面上升的模型没有考虑到这一过程，因此，新成果可以让人们更准确地了解全球变暖将如何影响世界，以及沿海地区需要适应的程度。这些研究结果由英国南极调查局（BAS）的科学家完成，发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）杂志上。"我们已经发现南极冰盖融化可能出现一个新的临界点，"新论文的第一作者、英国科学院冰动力学研究员亚历克斯-布拉德利（Alex Bradley）说。"这意味着我们对海平面上升的预测可能大大低估了"。这项研究的重点是冰原下面一个被称为接地带的区域，也就是陆基冰与海洋交汇的地方。随着时间的推移，这些陆基冰移动到周围的海洋中，最终融化这一过程发生在南极洲和格陵兰岛海岸周围，是海平面上升的主要原因。这项新研究模拟了海水如何渗入陆地和冰层之间，以及海水如何影响冰层的局部融化、润滑冰床并影响冰层滑向海洋的速度。研究还探讨了这一过程如何随着水温升高而加速。"冰原对其接地带的融化非常敏感。"布拉德利说："我们发现接地带的融化表现出一种'类似临界点'的行为，即海洋温度的极小变化就会导致接地带融化的极大增加，从而导致其上方冰层的流动发生极大变化。"出现这种情况的原因是，在冰原接地带融化的暖水打开了新的洞穴，使暖水进一步进入，从而导致更多的融化和更大的洞穴，如此循环。之所以会出现临界点，是因为水温的微小上升都会对融化量产生巨大影响。布拉德利说，政府间气候变化专门委员会（IPCC）和其他机构使用的模型目前没有考虑到这种方式的冰融化，这可以解释为什么南极洲和格陵兰岛的冰盖似乎比预期的缩减得更快。将这项新工作的结果纳入此类模型，可以得出更可靠的估计。"这是缺失的物理学，我们的冰盖模型中没有。它们没有能力模拟地表冰层下的融化，而我们认为这种情况正在发生。我们正在努力将这一点纳入我们的模型中，"他补充道。 ... PC版： 手机版：