科学家发现南极冰架融化的一个新原因：小型海洋涡旋

科学家发现南极冰架融化的一个新原因：小型海洋涡旋研究船NathanielBPalmer号行驶在南极洲的Thwaites冰架之间斯韦特冰架是南极洲西部最大的冰架之一，它支撑着斯韦特冰川的东侧，在过去的20年里，斯韦特冰川一直在快速退缩，是南极冰川中对全球海平面上升贡献最大的冰架。南极洲的Thwaites冰架Thwaites冰架在最近几十年里也明显变薄和减弱,研究人员利用安装在Thwaites冰架下面的传感器收集的独特数据集观察到，在2020年1月至2021年3月期间，冰架下面的浅层海洋明显变暖。这种变暖的大部分是由源自更东边的松岛冰架的大量冰川融水的水域推动的，这些融水流入了特怀茨冰架下面的区域。研究人员在Thwaites冰架上钻井，在下面安装监测传感器当海洋融化冰架底部时，冰川融水与盐水混合，可以形成一个比周围水域更温暖的浮力水层。这种更轻、相对更新鲜、更温暖的水带来的热量融化了斯怀特冰架的底部。主要作者、英格兰大学海洋和大气科学中心的TiagoDotto博士说。"我们已经确定了另一个可能影响冰架稳定性的过程，揭示了当地海洋循环和海冰的重要性。环极深水，南极水域的一个温暖品种，是融化冰架底部的一个关键角色。然而，在这项研究中，我们表明，一个冰架下面浅层的大量热量可以由来自附近其他融化的冰架的水提供。因此，发生在一个冰架上的事情，可以影响到邻近的冰架，以此类推。这个过程对于像阿蒙森海这样的冰架高度融化的地区很重要，因为一个冰架紧挨着另一个冰架，一个冰架的热量输出可以通过海洋循环到达下一个冰架。"Dotto博士补充说："这些大气-海洋-冰-海洋的相互作用是很重要的，因为它们可以延长冰架下的温暖期，让温暖和富含融水的水进入邻近的冰架空洞。南极洲周围其他地区可能存在的环流也可能导致更多的冰架容易出现与长期温暖条件相关的强烈的基底融化，并因此进一步导致全球海平面上升。"研究人员在Thwaites冰架上竖起一个带有大气传感器的监测塔2020年1月，来自美国的同事在冰上钻孔，安装了监测温度、盐度和Thwaites冰架下面的洋流的传感器。在一年多的时间里，这些传感器通过卫星发送用于识别海洋变化的数据，例如温度和融水含量如何变化。根据这些观察，研究人员怀疑过量的热量不可能来自于特怀兹冰架的局部，因为他们在安装传感器的地方没有看到强烈的融化现象。通过将这些信息与计算机模拟相结合来确定这些热量的来源，他们发现离开松岛冰架的水可以进入斯怀特冰架下面的区域。研究人员使用模型模拟和附着在海豹身上的标签所收集的数据，确定了解释这些水如何进入斯怀茨冰架的机制。它们都表明，在冬季，斯怀兹冰架附近的一个旋涡会减弱，这使得更多的热量可以到达冰架下面的浅水区。卫星图像还显示，2020/2021年的南半球夏季是不寻常的，因为它在特怀兹冰架附近的地区有高度集中的海冰。根据模拟结果和以前的研究，研究小组假设，旋涡更加薄弱，因此来自邻近冰架的过量融水无法被海流移出该地区，而是进入了特怀兹冰架。这更加降低了这一旋涡的强度，使冰架下的冰川融水浓度更高，从而使水流入冰架。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341999.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341999.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

科学家发现南极洲冰架大范围的变薄在20世纪90年代加速

科学家发现南极洲冰架大范围的变薄在20世纪90年代加速1973年1月24日大地卫星1号上的多光谱扫描仪拍摄的松岛冰川卫星图像。2001年12月15日大地遥感卫星7号上的增强型专题成像仪Plus拍摄的松岛冰川卫星图像。冰架的作用冰架是陆基冰的延伸，是冰川从海岸延伸到海洋表面的冰舌。地球上的大部分冰架都位于南极洲的边缘，它们在阻挡或支撑来自内陆和上游的冰流方面发挥着重要作用。这种支撑作用可以减缓冰流入海洋的速度，限制海平面上升。厚而稳定的冰架能最有效地发挥这种支撑作用。冰架变薄的历史透视此前，科学家们利用自20世纪90年代以来收集的卫星测高数据，发现南极洲西部、南极半岛西部和南极洲东部部分地区的冰架明显变薄。现在，爱丁堡大学的伯蒂-迈尔斯（BertieMiles）和罗伯特-宾汉姆（RobertBingham）利用陆地卫星50年来的图像，对时间进行了更进一步的回溯，以扩大我们对这片变化中的大陆的视野。他们的研究表明，1973年至1989年期间的冰架变薄仅限于小部分冰架，主要位于南极洲东部的阿蒙森海湾和威尔克斯陆地海岸线。然后，从20世纪90年代开始，冰架减薄迅速蔓延。他们的研究结果发表在2月22日的《自然》杂志上。20世纪90年代的转折点对时间的回顾表明，20世纪90年代是一个转折点。宾厄姆说："虽然以前的许多研究都报告说，自上世纪90年代以来，南极洲周围的冰架一直在变薄，但我们以前并不知道，很多冰架变薄是在那个时候开始的。"卫星测高数据--测量陆地和冰面的高度在20世纪90年代之前还无法实现，因此迈尔斯和宾厄姆转而使用光学图像来跟踪冰面上凸起的变化。这些凸起是固定点的表面表现--浮冰架固定在海底高点的地方。固定点是冰架厚度的一个有用指标：随着时间的推移，凸起变得越来越小，甚至完全平滑，这表明冰架已经变薄，可能已经失去了固定点。宾汉姆说："伯蒂利用大地遥感卫星绘制销钉点脱锚图的新方法，与业界通常使用的更复杂的测高方法一起，可作为冰架厚度变化的代用指标。"松岛冰川：案例研究本页顶部的这组图片显示的是松岛冰川，它是阿蒙森海海湾的其中一个区域，在20世纪70年代，该区域的冰层已经开始变薄。1973年1月（上图）冰面上可以看到一些凹凸不平的区域，而2001年12月（下图）冰面则基本平滑。这些图像是用大地遥感卫星1号（上）上的MSS（多光谱扫描仪）和大地遥感卫星7号（下）上的ETM+（增强型专题成像仪）获取的。请注意，这些图像使用了灰度调色板，以实现不同传感器之间更紧密的匹配。迈尔斯说："这些图像显示，随着时间的推移，冰架的固定点越来越小，因为温暖的洋流会融化冰架，导致冰架变薄，随后从海底高处脱锚。"2024年1月20日大地遥感卫星9号上的陆地成像仪2号拍摄的松岛冰川冰架卫星图像。迈尔斯和宾汉姆的研究结果证实，松岛冰川比大多数南极冰架更早变薄。在研究人员追踪的大约600个钉冰点中，从1973年到1989年，只有15%的钉冰点面积缩小，其中包括松岛冰川上的钉冰点。这一数字在1990年至2000年间增长到25%，在2000年至2022年间增长到37%。上图是利用陆地卫星9号上的陆地成像仪2号（OLI-2）拍摄的，显示的是2024年1月松岛冰川的冰架。当时，光滑、变薄的冰架前沿和北缘已经失去了更多的冰，南缘的碎冰清晰可见。随着松岛冰川处于或接近完全失去锚定的状态，其支撑冰层的能力已经降到最低。迈尔斯和宾汉姆在他们的论文中指出，"更令人担忧的"可能是其他主要冰架，这些冰架仍被大量固定，但有迹象表明它们很快就会失去固定点。参考文献：BertieW.J.Miles和RobertG.Bingham撰写的"1973年以来南极冰架的逐步解锚"，2024年2月21日，《自然》杂志。J.Miles和RobertG.Bingham，2024年2月21日，《自然》。DOI:10.1038/s41586-024-07049-0编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422007.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422007.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

10000张卫星图像揭示南极半岛冰川活动加速发展的情况

10000张卫星图像揭示南极半岛冰川活动加速发展的情况到目前为止，对崎岖的南极半岛的研究一直是有限的，因为科学家在进入冰川进行实地考察时面临着困难。但是从太空来看，卫星技术的进步正在揭示冰川移动和向周围海洋排水的速度的新见解。南极半岛冰川的航拍照片。资料来源：AnnaE.Hogg博士，利兹大学南极半岛是地球上最大的冰水库。据估计，在1992年至2017年期间，冰川的融水使全球海平面上升了约7.6毫米。这在未来可能发生的变化是模拟气候变化的一大不确定因素。由利兹大学的科学家领导的一个研究小组使用了2014年至2021年期间在南极半岛上空拍摄的1万多张卫星图像，以了解冰川流入南极周围水域的流量在较冷和较暖时期是如何改变的。该研究的博士研究员和第一作者BenWallis说。"这项研究的重要发现之一是，它揭示了南极洲的冰川对环境是多么敏感。我们很早就知道格陵兰岛的冰川有季节性行为，但直到现在，卫星数据才显示南极洲有类似的行为"。该论文将于今天（2023年2月27日）发表在《自然-地球科学》杂志上。这段延时显示了宝玑冰川的流动情况，它是该研究中的105条冰川之一。这个动画是用合成孔径雷达图像制作的，科学家用同样的图像来测量冰的流动速度。资料来源：BenWallis，利兹大学/ESA南极半岛是南极洲最北部和最温暖的地区。它有一条1000公里长的山脊，类似于大不列颠东海岸的长度，是海豹、企鹅和鲸鱼等丰富的海洋生态系统的家园。沿着半岛的西海岸，冰川将冰原上的冰直接排入南大洋。对卫星数据的分析表明，冰川加速发生在夏季，因为雪融化，南大洋的水温上升。人们认为，来自融化的雪的水在冰原和底层岩石之间起到了润滑剂的作用。因此，摩擦力减少，冰川滑动的速度增加。此外，南大洋较温暖的海水侵蚀了移动中的冰的前端，这减少了它为抵抗冰流而施加的支撑力。利兹大学气候和大气科学研究所副教授、该论文作者安娜-霍格博士说。"南极半岛经历了地球上所有地区中最迅速的变暖。像这样的持续工作将帮助冰川学家监测变化发生的速度，从而能够准确评估地球的冰层将如何应对气候变化。"南极半岛西海岸研究区域的冰速图。资料来源：哥白尼，南大洋国际水深图（IBCSO），南极洲参考高程模型（REMA），英国南极调查局（BAS），利兹大学的BenWallis欧洲航天局和欧盟委员会的哥白尼哨兵一号卫星，其数据被用于本研究，每周对南极洲的整个海岸线进行监测。该卫星装有合成孔径雷达，可以"看"穿云层，使冰川的测量在白天和夜间都能进行。欧洲航天局的CraigDonlon说："这项研究强调了高分辨率的卫星图像如何帮助我们监测偏远地区的环境如何变化。未来的卫星如哥白尼哨兵扩展任务系列，有望带来更强的连续性和能力，将率先进一步深入了解冰块质量平衡和海平面上升的特点和过程。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346741.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346741.htm

惊人的160米解冻：科学家发现格陵兰冰川巨大的厚度损失

惊人的160米解冻：科学家发现格陵兰冰川巨大的厚度损失据测量，北纬79°冰川下的融化速度为每年130米。格陵兰东北部陆基仪器和机载雷达的测量结果揭示了北纬79°冰川的冰层流失程度。阿尔弗雷德-魏格纳研究所的研究结果表明，自1998年以来，冰川厚度减少了160多米。冰川厚度大幅减少的主要原因是温暖的洋流正在从下面融化冰川。高气温导致地表形成湖泊，湖水通过冰层上的巨大通道流入海洋。一个研究小组在科学杂志《冰冻圈》（TheCryosphere）上报告说，其中一条通道高达500米，而上面的冰层只有190米厚。格陵兰东北部的一个乡村营地是利用直升机在北纬79°冰川难以进入的部分部署采用现代雷达技术的自主测量设备的基地之一。阿尔弗雷德-魏格纳研究所（AlfredWegenerInstitute）、亥姆霍兹极地与海洋研究中心（AWI）的极地飞机进行的测量飞行和卫星数据也被纳入了一项科学研究，现已发表在科学杂志《冰冻圈》（TheCryosphere）上。OleZeisig开始对79北冰川进行pRES（雷达）测量。资料来源：阿尔弗雷德-魏格纳研究所/NiklasNeckel本研究探讨了全球变暖如何影响浮冰舌的稳定性。这对格陵兰岛和南极洲的剩余冰架都非常重要，因为冰架不稳定通常会导致冰流加速，从而导致海平面上升。冰川变化与观测"自2016年以来，我们一直在使用自主仪器对北纬79°冰川进行雷达测量，从中我们可以确定融化率和变薄率，"该出版物的第一作者、AWI冰川学家OleZeising博士说。"此外，我们还使用了1998年、2018年和2021年的飞机雷达数据，这些数据显示了冰层厚度的变化。我们能够测出，在全球变暖的影响下，北纬79°冰川在最近几十年发生了显著变化。"该研究显示了温暖的海洋流入和变暖的大气层如何共同影响格陵兰东北部79°N-冰川的浮冰舌。就在最近，AWI的一个海洋学小组才发表了有关这一主题的模型研究。现在展示的这组独特的观测数据显示，在向冰盖过渡附近的大片区域出现了极高的融化率。此外，冰层底部从陆地一侧形成了巨大的通道，这可能是因为巨大湖泊的水通过冰川冰层排出。近几十年来，这两个过程导致冰川严重变薄。由于融化速度极快，自1998年以来，浮冰舌的冰层变薄了32%，尤其是在冰层与海洋接触的接地线上。此外，冰层底部形成了一条500米高的通道，并向内陆蔓延。研究人员将这些变化归因于浮舌下方空腔中的暖洋流，以及大气变暖导致的地表融水径流。一个令人惊讶的发现是，自2018年以来，融化率有所下降。一个可能的原因是海洋流入的水温较低。参与这项研究的安杰利卡-亨伯特（AngelikaHumbert）博士教授说："这个系统在如此短的时间尺度内做出反应，这对于冰川等实际上具有惰性的系统来说是令人惊讶的。""我们预计，这个浮动冰川舌将在未来几年到几十年内碎裂，"AWI冰川学家解释说。"我们已经开始对这一过程进行详细研究，以便最大限度地了解这一过程。虽然已经发生过几次这样的冰架解体，但我们只能在随后收集数据。作为一个科学界，我们现在处于一个更好的位置，因为我们在冰架崩塌之前就已经建立了一个非常好的数据库"。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426586.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426586.htm