NASA卫星观测揭示:16年来南极冰盖一直在减少

科学家通过美国宇航局最精确的卫星观测测量了2003年至2019年间南极冰盖的变化。这项研究以前所未有的细节揭示了环境变化对冰盖变化的影响。

该图显示了2003年至2019年南极冰盖的增加和减少。深红色和紫色区域代表着海岸附近冰盖较高的平均损失率,而蓝色区域代表着南极内陆冰盖较低的增长率。沿海地区(尤其是南极洲西部和南极半岛附近)冰盖的损失远远超过了南极洲内陆冰盖的增加。斯韦特和克罗斯恩冰架(就在半岛下方)的变薄速度最快。从2003年到2019年,这两个冰架每年分别变薄5米和3米。图片中间的圆圈就在南极上方,这个区域的数据还没有收集到。照片来源:史密斯等人/科学

资料来源:华盛顿大学

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编审:李

由华盛顿大学科学家领导的一个小组通过美国国家航空航天局拥有的最先进的空间地球观测激光仪器,准确测量了过去16年格陵兰和南极冰盖的变化。

科学家发现,自2003年以来,南极冰盖的净损失和格陵兰冰盖的收缩导致全球海平面上升了14毫米。在南极洲,海洋变暖导致的浮冰架融化导致海平面上升。冰架有助于防止陆地上的冰流入海洋。这项研究发表在4月30日的《科学》杂志上。(注:冰盖由连续覆盖5万平方公里的冰川组成。大陆冰川流入海洋,漂浮在海面上形成冰架。)

这些发现来自“冰、云和陆地高度”卫星“冰卫二号”的数据记录,该卫星于2018年秋季发射进入轨道,并开始进行详细的全球高度测量,包括地球的冰冻区域。通过比较2003年至2009年新的ICESat -2数据和从ICESat冰、云和陆地高度卫星(ICESat)收集的旧的ICESat数据,研究人员对冰盖变化的复杂性进行了全面的总结和描述,并对格陵兰和南极洲的未来变化提出了深刻的见解。

该研究论文的第一作者、华盛顿大学的冰川学家本杰明·史密斯说:“如果你花一个月甚至一年的时间观察冰川或冰盖,你将无法理解气候对它们的影响。今天,我们的研究数据跨度从ICESat到ICESat-2是16年。我们可以更加确信冰盖的变化与气候的长期变化有关。ICESat-2是一个惊人的数据测量工具。我们获得了两个地区(南极大陆和格陵兰岛)冰盖的高质量测量数据,这使我们能够与国际地球科学卫星组织收集的数据进行详细和准确的比较。”

以前关于冰盖消失或增加的研究数据收集通常是通过多颗卫星和空中任务完成的。然而,这项新的研究仅通过测量一个数据提供了到目前为止冰盖最详细和最准确的变化——由仪器测量的从冰表面反射回来的激光脉冲所经历的“高度”。

研究人员跟踪了ICESat的测量数据,并将其与ICESat-2在2019年收集的更密集的数据点叠加在一起。在两组数据有紧密交叉点(数万个交叉点)的测量点,他们通过计算机程序分析数据,包括冰雪密度和其他影响因素,以计算冰盖质量的损失或增加。

来源:皮克斯拜

“新的分析结果通过前所未有的细节揭示了气候变化对冰盖的影响,并为理解冰盖变化的方式和原因提供了思路。”该论文的合著者、美国宇航局喷气推进实验室的冰川学家亚历克斯·加德纳说。

研究发现,格陵兰冰盖的年平均冰损失为2000亿吨,而南极洲冰盖的年平均冰损失为1180亿吨。十亿吨冰足以填满40万个奥林匹克标准大小的游泳池。

史密斯和他的同事发现,大约三分之二的由冰川融水和冰山解体引起的海平面上升来自格陵兰岛,另外三分之一来自南极洲。

合作作者汤姆·诺伊曼,一位ICESat-2的科学家说:“令人惊讶的是,第一批ICESat-2数据收集非常有效。这些关于陆地冰的初步研究结果证实了其他研究小组的共识,但同时,它们也向我们展示了个别冰川和冰架变化的细节。”

史密斯指出,格陵兰岛有大量变薄的沿海冰川。例如,“Kangerdulgssuaq”冰川和“Jakobshavn”冰川的海拔平均每年下降4至6米。较暖的夏季温度融化了冰川和冰原表面的冰,而一些地方较暖的海水侵蚀了冰川和冰原周围的冰。

史密斯指出,ICESat-2的密集测量数据表明,在南极洲,一些内陆地区的冰盖正在增厚,这可能是由于降雪量的增加。然而,南极大陆边缘的冰盖损失严重(特别是在南极洲西部和南极半岛地区),远远超过内陆地区冰盖的增加。海洋可能是这些地方冰盖消失的主要原因。

史密斯指出:“在南极洲西部,我们已经看到许多冰川迅速变薄。这些冰川的下游是漂浮在水面上的冰架。这些冰架越来越薄,越来越多的冰在温暖海水的侵蚀下流入海洋。”

合著者海伦·阿曼达·弗里克是加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的冰川学家。她说,这些随潮汐波动的冰架很难测量。一些冰架有粗糙的表面、裂缝和山脊,但是ICESat-2的精确数据和高分辨率使研究人员能够测量冰架的总体变化,而不用担心复杂的冰架特征可能导致数据结果的偏差。

这是研究人员第一次同时获得关于南极洲周围浮冰架损失和南极大陆静态冰盖损失的数据。

虽然冰架上融化的冰不会抬高海平面,因为它已经漂浮在海面上,就像装满水的杯子里的冰不会溢出杯子一样。然而,冰架的存在对冰川和冰盖的稳定性起着重要作用。

弗里克解释道:“冰架就像大教堂里的支撑支柱。它支撑着冰帽。如果冰架被移走,或者即使冰架只是变薄了,也会降低支撑力,而那些没有支撑的冰川(冰原)会更快地消失。”

研究人员发现,南极洲西部的冰架质量正在下降,那里有许多移动最快的冰川。冰架的变薄模式表明,斯韦特冰架和克罗斯恩冰架变薄最严重,平均每年分别变薄约5米和3米。

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科学:美国宇航局卫星观测揭示南极冰盖在16年内减少

标题:NASA卫星观测揭示:16年来南极冰盖一直在减少

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