《移动中的冰原:北极和南极如何连接》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2020-12-08
  • 在过去4万年里,相距数千公里的冰原通过海平面的变化发生相互作用。在上一个冰河时期,随着气候的冷却,水被困在北半球的陆地冰层中,导致南极洲海平面下降,冰盖也随之增长。另一方面,随着气候变暖,冰消期的过去,北半球的冰退导致南极洲周围的水位上升,进而推动南极冰盖的后退。麦吉尔领导的研究小组对最近一次冰川周期中的冰盖变化进行了新的数值模拟,使人们对其变化的驱动机制有了更清晰的认识,并解释了新获得的地质记录。这项研究首次表明,在这一时期,南极冰盖的变化是由北半球冰盖的融化所驱动的。极地冰原不仅仅是巨大的静止冰堆,它们在不同的时间尺度上不断的发生变化,冰的生长和后退取决于气候和周围的水位。当雪堆积在它们上面时,极地冰原会获得冰,然后在自身重量的作用下向外扩散,然后流入周围的海洋,在那里它们的边缘部分会断裂成冰山。该研究利用了数值模拟和广泛的地质记录(包括从南极洲附近海底沉积物的岩芯到陆地的记录,以及过去海岸线的记录等),研究了在地质时间尺度上推动南极冰盖变化的物理机制。研究结果表明,南极冰盖在这一时期的冰流失是极其显著的,并且是间歇性的加速消退。能够解释这种过程的唯一机制是由北半球冰原变化引起的南极洲海平面变化。该研究结果强调了地球系统之间是如何相互联系的,地球上一地区的变化会引起另一地区的变化。在现代,研究者们还没有预测到在未来变暖的世界中可能出现的那种大规模冰盖退缩现象。

    相关论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2916-2

    (郭亚茹 编译;於维樱 审校)

  • 原文来源:https://www.mcgill.ca/newsroom/channels/news/ice-sheets-move-how-north-and-south-poles-connect-326389
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    • 研究发现,格陵兰岛以北的北冰洋海冰流动性比以前想象的要大,因为海洋环流和大气风 场很可能将那里古老而厚的海冰输送到北极的其他地区。气候模型预测,北极夏季很快将无冰, 可能最早会出现在 2030 年,这意味着不到 100 万平方公里(386000 平方英里)的夏季海冰将 覆盖北冰洋。北极海冰的持续流失令人担忧,这既是气候变化的一个显著标志,也是其对脆弱 区域生态系统的影响。另外,从北极海冰年龄随时间变化的图像可以看出,北极变暖已经创造 了一个导致海冰年轻化的环境。 根据海冰数据中心的结果显示,北极地区的大部分冰层只有 1~4 年的历史。在未来的夏天, 随着薄薄的年轻冰层融化,将只剩下 2000 公里(1240 英里)的冰弧,范围从加拿大西部的北 极群岛延伸到格陵兰岛的北部海岸。在这片被称为北极地区最后一个冰区的区域,海冰已经有 5 年多的历史,厚度可以超过 4 米(13 英尺)。最后一个冰区是一个动态的地方,包括两个子 区域,冰层厚度每年波动 1.2 米(4 英尺)。最新研究显示,两个不同的子区域的冰层也正在变 薄,厚度减少的速度约为每十年减少 0.4 米(1.3 英尺),相当于自 20 世纪 70 年代末以来减少 了 1.5 米(5 英尺)。 对于依靠海冰生存的野生动物来说,最后一片冰区提供了一个庇护所,是他们在全球变暖 的情况下最后可以撤退的地方。了解上一次冰区全年的变化有助于确定哪些地点最适合为依赖 海冰生存的野生动物提供避难所。例如,冰层移动较少的地方,可能为野生动物保护区提供更 合适的条件,因为冰层将保持更长的时间。所以,这项新的研究结果将为决策者在北极地区建 了所有的冰,我们就失去了那些物种。这一地区将成为物种生存的庇护所,如果北极冰层出现 逆转,将有望扩大它们的生存区域。 最后一个冰区是北极最古老且最厚的冰层所在地,因为大洋环流和大气风场在运动过程中 会携带着小块浮冰。这些冰块相互碰撞,堆积在格陵兰岛和加拿大的北部边缘区。然而,研究 人员对这一地区的冰在一年中如何移动和融化知之甚少。这种知识的缺乏促使作者追踪一个冰 区的变化。在这项新的研究中,作者模拟了 1979~2018 年海冰覆盖范围、厚度和海冰的运动。 基于卫星观测和大气数据,他们的模型揭示了两个具有明显季节性和年际变化的地区——一个 在东部,一个在西部。尽管西部的海冰厚度在季节的早期会趋于最低,但这两个地区总体上在 夏季和初秋的海冰比北极冬季更薄,覆盖面积也更小。但这最后一个冰区东部的海冰运动似乎 更加稳定。受顺时针风场控制的西部海冰开始移动得更快,这可能就是最后一个冰区变薄的结 果。最后一个冰区的冰流失很可能是由于冰层从该区域向外移动,特别是在西部。如果海冰变 薄,移动速度加快,边缘的碎片将首先流入开阔大洋,然后从冰的中心流出更大的碎片,就像 大堵车一样。 (郭亚茹 编译;於维樱 审校)
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