在預(yù)測全球海平面上升方面，最大的不確定性是南極洲的冰層損失將如何隨著氣候變暖而加速。由位于南加州的美國宇航局(NASA)噴氣推進(jìn)實驗室(JPL)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的兩項研究揭示了關(guān)于南極洲冰蓋在最近幾十年里如何失去質(zhì)量的意外的新數(shù)據(jù)。

最近發(fā)表在《自然》雜志上的一項研究描繪了冰山崩解(冰川前沿的冰層斷裂)--在過去25年里如何改變了南極洲的海岸線?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，冰蓋邊緣的冰山脫落速度已經(jīng)超過了冰的補(bǔ)充速度。這一驚人的發(fā)現(xiàn)使以前對1997年以來南極洲浮動冰架的冰損失的估計翻了一番，從6萬億到12萬億噸。碎冰造成的冰損失削弱了冰架，使南極冰川更迅速地流向海洋，加速了全球海平面上升的速度。

另一項研究最近發(fā)表在《地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)》雜志上，以前所未有的細(xì)節(jié)顯示了南極冰層隨著海水融化而變薄的現(xiàn)象是如何從大陸的外緣蔓延到內(nèi)部的，在過去十年中，冰蓋西部地區(qū)的冰層幾乎翻了一番。這兩份補(bǔ)充報告結(jié)合在一起，提供了迄今為止關(guān)于這個冰凍大陸如何變化的最完整觀點。

“南極洲的邊緣正在崩潰，”JPL科學(xué)家Chad Greene說，他是冰山崩裂研究的主要作者。“而當(dāng)冰架減少和減弱時，該大陸的巨大冰川往往會加速并增加全球海平面上升的速度。”

大多數(shù)南極洲的冰川流向海洋，在那里它們以浮動的冰架結(jié)束，這些冰架厚達(dá)2英里(3公里)，寬500英里(800公里)。冰架就像冰川的支撐物，使冰塊不會簡單地滑入海洋。當(dāng)冰架是穩(wěn)定的，它們有一個自然的冰蝕和補(bǔ)給周期，在長期內(nèi)相當(dāng)穩(wěn)定地保持其大小。

然而，近幾十年來，海洋變暖一直在破壞南極洲冰架的穩(wěn)定，因為它從下面融化，使其變薄和變?nèi)?。盡管衛(wèi)星高度計通過記錄冰層高度的變化來測量變薄的過程，但在這項研究之前，還沒有對氣候變化可能如何影響南極洲周圍的海嘯進(jìn)行全面的評估。

部分原因是，衛(wèi)星圖像在解釋方面具有挑戰(zhàn)性。例如，Greene說：“你可以想象一下，看著一張衛(wèi)星圖像，并試圖弄清楚白色冰山、白色冰架、白色海冰，甚至是白色云朵之間的區(qū)別。這一直是一個困難的任務(wù)。但是我們現(xiàn)在有足夠的來自多個衛(wèi)星傳感器的數(shù)據(jù)，可以清楚地看到南極洲的海岸線在最近幾年是如何演變的。”

在這項新研究中，Greene和他的同事綜合了自1997年以來該大陸的可見光、熱紅外(熱)和雷達(dá)波長的衛(wèi)星圖像。結(jié)合這些測量結(jié)果和從NASA正在進(jìn)行的冰川測繪項目中獲得的對冰流的理解，他們繪制了南極洲海岸線上3萬英里(5萬公里)的冰架邊緣。

由于冰層造成的損失大大超過了冰架的自然增長，研究人員認(rèn)為南極洲不可能在本世紀(jì)末恢復(fù)到2000年以前的范圍。事實上，研究結(jié)果表明，更大的損失是可以預(yù)期的。南極洲所有最大的冰架似乎都將在未來10到20年內(nèi)發(fā)生重大的冰裂事件。

在這項補(bǔ)充研究中，JPL的科學(xué)家們結(jié)合了來自七個空間測高儀器的近30億個數(shù)據(jù)點，產(chǎn)生了關(guān)于冰蓋高度變化的最長的連續(xù)數(shù)據(jù)集--這是一個冰損失的指標(biāo)--早在1985年就開始了。他們利用雷達(dá)和激光對冰層高度的測量，精確到厘米以內(nèi)，產(chǎn)生了有史以來最高分辨率的冰層損失月度變化圖。

數(shù)以百計的融水湖隱藏在南極洲廣袤的冰層之下。通過太空中強(qiáng)大的激光測高系統(tǒng)，NASA的冰云和陸地海拔衛(wèi)星-2(ICESat-2)正在幫助科學(xué)家"看清"冰下的情況。

新記錄中無與倫比的細(xì)節(jié)展示了長期趨勢和年度天氣模式如何影響冰層。它甚至描繪了冰蓋的上升和下降，因為冰川下的湖泊經(jīng)常填充和排空。這項研究的主要作者、JPL的Johan Nilsson說：“像這樣微妙的變化，再加上從這組數(shù)據(jù)中對長期趨勢的進(jìn)一步了解，將有助于研究人員了解影響冰層損失的過程，從而改進(jìn)未來對海平面上升的估計。”

將大量的測量檔案綜合分析成一個單一的、高分辨率的數(shù)據(jù)集，花費了多年的工作和NASA服務(wù)器上的數(shù)千小時的計算時間。根據(jù) Nilsson的說法，這一切都是值得的。“將數(shù)據(jù)濃縮成更廣泛有用的東西，可能使我們更接近我們需要的重大突破，以更好地了解我們的星球，并幫助我們?yōu)闅夂蜃兓奈磥碛绊懽龊脺?zhǔn)備。”

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