利兹大学、加州大学圣地亚哥分校和马里兰大学的科学家回顾了数十年的卫星测量数据,以揭示南极洲的冰川、冰架和海冰正在变化的原因。这项研究成果发表于6月14日出版的《Nature》杂志。
这项名为“南极冰冻圈的趋势与联系”的研究解释了冰架的减少和坍塌如何导致大陆海平面上升。尽管在卫星时代,南极洲周围的海冰总面积几乎没有什么总体变化,但如果考虑到20世纪中期的船舶观测结果,可以找到南极海冰长期减少的迹象。
加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的冰川学家Helen Amanda Fricker对这项研究做出了贡献。她还就同一问题与人共同撰写了一篇评论文章,并考虑了两种气候情景对南极洲未来的影响。Fricker提到,尽管南极洲远离大多数人类文明,它的冰盖仍在融化并流向海洋,其对海平面上升的贡献越来越大,并终将对世界各地的海岸线产生重大影响。我们所选择的未来,将决定我们何时需要重建机场、城市和基础设施,以便我们能够灵活应对这些变化。
这篇题为《选择南极洲的未来》的评论文章,提出了关于2070年南极洲可能的两种情景。Fricker和其他作者是南极洲科学政策领域著名的Tinker-Muse奖获奖者,同时也是一系列学科领域包括生物学、海洋学、河学、地球物理学、气候科学与政策研究等的专家。
文中的两种情景,一种是温室气体排放仍然不受控制,另一种是采取雄心勃勃的行动来限制它们。在第一种情景下,全球海平面上升加速,海洋pH值降低改变海洋生态系统;在第二种情景下,生态系统仍然完好无损,国际治理组织共同管理来应对南极洲压力。
几十年来收集的卫星数据为未来的预测提供了基线。在利兹大学主导的对20世纪中期记录的分析中,Fricker和他的同事发现了南极冰川向海洋漂移的证据。最大的变化发生在冰架,这些非洲大陆的保护性屏障要么变薄,要么发生了坍塌。在南极洲西部,温暖的海水正在侵蚀冰架,而在阿蒙森和别林斯高森海域的冰架比上世纪90年代早期变薄18%。在南极半岛,空气温度急剧上升,冰架随着表面的融化而崩塌。自20世纪50年代以来,总共有3.4万平方公里(1.3万平方英里)的冰架面积消失。
Fricker认为,虽然崩裂的冰架并没有直接导致海平面上升,但影响了内陆冰:没有冰架作为自然缓冲,冰川冰川可以顺流而下,流向大海。例如在阿蒙森海,每年高达6米(20英尺)的冰架变薄引发了松岛和特威茨冰川每年加速1.5公里(1英里)。这些冰川有可能使海平面上升1米以上,现在它们被广泛认为是不稳定的。
与此同时,卫星观测提供了越来越详细的海冰覆盖图,使科学家们能够绘制出海冰的范围、年龄、运动和厚度。气候变化、大气和海洋环流、甚至冰架融化的综合效应推动了区域的变化,包括在阿蒙森和贝林加斯海海冰的减少。
来自利兹地球与环境学院的主要作者Andrew Shepherd提到,南极洲太大,无法从地面上进行观测,科研人员只有从太空观察,才能真正了解南极洲冰盖的变化趋势。来自马里兰大学地球系统科学跨学科中心的合著者Sinéad Farrell提到,海冰的增减影响反射回太空的阳光量。区域海冰损失影响海洋的温度和循环,以及海洋生产力。
最近发射的重力恢复与气候试验后续卫星Sentinel-3号以及将于9月发射的ICESat-2号,将开始新一轮的任务,继续为研究人员提供有关冰架消失更详细的观测。
(於维樱 编译)
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