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

在过去25年中 南极洲40%的冰架出现体积缩小的现象

在过去25年中南极洲40%的冰架出现体积缩小的现象基于哥白尼哨兵-1号和欧空局CryoSat卫星任务提供的信息，结果表明在过去25年中，南极洲40%的冰架体积缩小，其中西侧冰架因暴露在暖水中而损失更多。图片来源：欧空局/行星视野这项由欧空局地球观测科学为社会服务计划资助的研究以10万张卫星雷达图像为基础，对南极洲冰架的"健康状况"进行了一次重要评估。这些南极大陆冰盖的巨大浮动延伸部分在稳定该地区冰川方面发挥着至关重要的作用，它们起到了支撑作用，减缓了冰流入海洋的速度。因此，南极面临着双重打击--随着冰架变小，冰原上冰的流失速度也在加快。由利兹大学科学家领导的研究小组发现，南极洲周围的162个冰架中有71个体积缩小，向海洋释放了近67万亿吨融水。除了冰架质量下降的问题外，淡水流入海洋还可能对海洋环流模式产生影响。此外，研究小组还发现，南极洲西侧的几乎所有冰架都出现了冰块流失。与此相反，东侧的大部分冰架保持完好或质量有所增加。利兹大学研究员本杰明-戴维森（BenjaminDavison）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。南极洲的西半部暴露在温暖的海水中，这可能会从下面迅速侵蚀冰架，而南极洲东部的大部分地区目前受到海岸冷水带的保护"。这张南极洲格茨冰架的图片是利用哥白尼哨兵-1号在2023年1月至9月间获取的雷达图像制作的。新的研究发现，南极洲冰架的状况令人担忧：在过去的四分之一个世纪里，这些浮动冰架中有40%的体积明显缩小。图片来源：欧洲航天局南极洲是一块广袤的大陆，西侧海域的洋流和风向与东侧不同，这促使西侧冰架下的海水温度升高。因此，格茨冰架经历了一些最大的冰损失，在25年的研究期间损失了1.9万亿吨冰。其中只有5%是由冰裂解造成的，即大块冰脱离冰架落入海洋。其余则是冰架底部融化造成的。同样，松岛冰架损失了1.3万亿吨冰。其中大约三分之一--4500亿吨--是由于冰崩造成的。其余则是冰架底部融化造成的。相比之下，位于南极洲另一侧、周围水域更冷的阿梅利冰架则增加了1.2万亿吨冰。戴维森博士补充说："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，我们看到几乎有一半的冰架正在缩小，而且没有恢复的迹象。"哨兵-1号和ALOS-2号等卫星携带先进的合成孔径雷达，可提供数据绘制不断变化的土地覆盖、地面变形、冰架和冰川图，并可在洪水等灾害发生时帮助应急响应，在危机时刻支持人道主义救援工作。图片来源：欧空局/ATGmedialab利兹大学的安娜-霍格（AnnaHogg）说："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。这进一步证明，由于气候变暖，南极洲正在发生变化。"卫星是监测偏远极地地区的关键。除了地处偏远之外，极地的冬天还笼罩在一片黑暗之中。在这方面，携带雷达仪器的卫星尤为重要，这些仪器可以"看"穿黑暗，全年提供图像和测量数据。欧空局的地球探索者低温卫星任务致力于精确监测漂浮在极地海洋中的海冰厚度变化，以及覆盖格陵兰岛和南极洲的巨大冰原的厚度变化。图片来源：ESA/AOESMedialab哥白尼哨兵-1号任务是欧洲的主要雷达任务，无论白天还是黑夜，无论天气如何，都能提供图像。欧空局的低温卫星携带一个雷达高度计，用于测量冰层高度的变化，这是计算实际冰量变化所需要的。爱丁堡大学和Earthwave公司的NoelGourmelen指出："欧空局的CryoSat也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，从而能够准确量化和划分冰架的损失，而且还揭示了这种侵蚀是如何发生的迷人细节"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390983.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1390983.htm

南极出现极地放大效应 当地气候变暖速度远快于预测

南极出现极地放大效应当地气候变暖速度远快于预测该研究报告发表于《自然气候变化》期刊之上。研究团队对78处南极冰芯进行了采样，从中分析南极气温历史数据，并与气候模型和气象观测数据进行了比较。结果表明，南极的平均气温每10年上升0.22至0.32摄氏度，远高于此前气候模型预测的每10年上升0.18摄氏度。论文的第一作者马蒂厄·卡萨多（MathieuCasado）博士表示，研究证实了南极出现了极地放大效应，升温幅度达到了世界平均值的近两倍。极地放大效应原称北极放大效应，指全球变暖背景下，由于冰雪融化降低了地表反照率等因素影响，北极地区吸收更多热量，升温幅度大于全球平均水平的现象。北极地区的该现象在学界已经达成共识，但南极升温情况是否有气象学意义此前存疑。研究团队对南极气候变暖的程度表示担忧：“看到南极洲出现如此显著的变暖，超出了自然变化范围，这是非常令人担忧的。我们对未来海平面上升的所有预测都是基于原先被低估的变暖率数据。（现有的）模型可能低估了海冰的流失情况。”新西兰惠灵顿维多利亚大学的科学家凯尔·克莱姆（KyleClem）博士则表示，南极洲的气候向来受到较大的自然波动影响，但该研究表明了“南极气候发生了可检测到的意外变化”，证明了“人为的极地放大效应”在南极存在。克莱姆称南极气候迅速变暖会造成一系列后果：“就海平面上升而言，海洋变暖已经使南极洲西部的冰架融化，并导致南极洲冰盖后退。近几十年来，这种情况已经在南极大陆出现过，而在南极气候变暖更加剧烈的情况下，这种情况可能会比预期更早地蔓延至南极洲周围。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382647.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382647.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

改写气候历史的南极思韦茨冰川

改写气候历史的南极思韦茨冰川自20世纪40年代以来，由于气候变化和厄尔尼诺现象的影响，南极洲的斯维斯冰川（ThwaitesGlacier）冰层大量流失，导致全球海平面上升了4%。研究人员强调，海洋和大气环流变化等外部因素导致了冰川的不断后退，这凸显了了解这些动态变化对于预测未来海平面上升的重要性。资料来源：罗伯特-拉特自20世纪70年代以来，人们就观察到冰川加速流失，但直到现在，人们还不清楚这种显著的融化是从何时开始的。休斯顿大学的研究人员在《美国科学院院刊》（PNAS）上发表的一项新研究表明，冰川的大幅后退始于20世纪40年代。他们对斯维斯冰川的研究结果与之前研究松岛冰川退缩的结果不谋而合，后者发现冰川退缩也始于上世纪40年代。"我们的研究尤为重要的一点是，这种变化不是随机的，也不是某个冰川特有的，"通讯作者雷切尔-克拉克（RachelClark）说，"它是气候变化大背景下的一部分。你不能忽视冰川上发生的一切。"她去年从哈佛大学毕业，获得了地质学博士学位。她去年从哈佛大学毕业，获得了地质学博士学位。克拉克和研究报告的作者认为，冰川退缩很可能是由极端厄尔尼诺气候模式引发的，这种气候模式使南极西部变暖。作者说，从那时起，冰川就没有恢复过，目前导致全球海平面上升了4%。波士顿大学地质学副教授、斯维斯近海研究项目（THOR）美国首席研究员朱莉娅-韦尔纳（JuliaWellner）说："重要的是，厄尔尼诺现象只持续了几年，但斯维斯和松岛这两座冰川仍在大幅后退。一旦系统失去平衡，退缩就会持续下去。"2019年，研究船NathanielB.Palmer驶过南极洲西部的Thwaites冰川。图片来源：詹姆斯-柯克姆（JamesKirkham）他们的发现还清楚地表明，冰川接地带（即冰川与海床失去接触并开始漂浮的区域）的退缩是外部因素造成的。THOR项目的英国首席研究员、该研究的合著者克劳斯-迪特尔-希伦布兰德（Claus-DieterHillenbrand）说："Thwaites冰川和松岛冰川有着共同的变薄和后退历史，这一发现证实了这样一种观点，即南极西部冰盖阿蒙森海区的冰流失主要受外部因素控制，涉及海洋和大气环流的变化，而不是冰川内部动力学或局部变化，如冰川床的融化或冰川表面的积雪。"英国南极调查局的海洋地质学家、该研究的合著者詹姆斯-史密斯补充说："我们的研究结果的一个重要影响是，一旦冰原开始后退，它可能会持续几十年，即使开始后退的情况没有变得更糟。我们今天在斯维茨冰川和松岛冰川上看到的变化--甚至可能是整个阿蒙森海海湾的变化--有可能在20世纪40年代就已经开始了。"沉积物岩心的年代测定在研究中发挥关键作用克拉克和研究小组使用了三种主要方法得出结论。其中一种方法是采集海洋沉积物岩芯，这种方法比以往任何时候都更接近斯韦思冰川。2019年初，他们搭乘纳撒尼尔-B-帕尔默号破冰船和研究船前往斯韦伊斯附近的阿蒙森海时取回了岩芯。随后，研究人员利用这些岩芯重建了冰川从全新世早期至今的历史。全新世是目前的地质年代，始于上一个冰河时期之后，距今约11700年。CT扫描用于拍摄沉积物的X射线，以收集其历史细节。然后，利用地质年代学（或地球材料年代测定科学）得出结论：大量冰雪融化始于上世纪40年代。克拉克使用210Pb（铅-210）作为地质年代学中最重要的同位素，这种同位素天然埋藏在沉积岩芯中，具有放射性。这一过程与放射性碳测年类似，后者可以测量有机物的年龄，最早可追溯到6万年前。"但是铅-210的半衰期很短，大约只有20年，而像放射性碳这样的同位素的半衰期大约为5000年，"克拉克说。"这种短半衰期使我们能够为过去一个世纪建立一个详细的时间表。"这种方法非常重要，因为虽然卫星数据可以帮助科学家了解冰川退缩，但这些观测数据最远只能追溯到几十年前，时间太短，无法确定思韦特斯是如何应对海洋和大气变化的。科学家需要卫星记录之前的资料来了解冰川的长期历史，这也是使用沉积岩芯的原因。研究为未来建模提供信息，减少海平面上升的不确定性南极研究人员表示，斯维斯冰川在调节南极西部冰盖稳定性，进而调节全球海平面上升方面发挥着至关重要的作用。韦尔纳说："该冰川的重要性不仅在于它对海平面上升的贡献，还在于它就像瓶子里的软木塞，挡住了后面更广阔区域的冰层。如果斯韦思冰川不稳定，那么南极洲西部的所有冰川都有可能变得不稳定。"如果斯韦伊斯冰川完全坍塌，预计全球海平面将上升65厘米（25英寸）。希伦布兰德说："我们的研究有助于更好地了解哪些因素对南极洲西部冰原流入阿蒙森海的冰川变薄和后退最为关键。因此，我们的研究结果将改进那些试图预测未来南极冰盖融化的规模和速度及其对海平面影响的数值模型。"编译自/scitechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422493.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422493.htm