在這張2016年的照片中，南極洲蓋茨冰架（Getz Ice Shelf）的60米高的前緣劃開了一條裂縫，冰山很可能在此折斷或崩塌。對南極崩解的首次估計發(fā)現(xiàn)，自1997年以來，冰架因崩解而流失的冰量與融化時所流失的冰量一樣多。

圖片來源：NASA/GSFC/OIB

關(guān)于南極洲的新研究，繪制出了首張冰山崩解圖，認(rèn)為南極洲冰架的損失比此前估計的要高出一倍，相關(guān)論文還詳細說明了南極大陸的變化。

對全球海平面上升的預(yù)測而言，最大的不確定性便是隨著氣候變暖，南極洲的冰層會以何種規(guī)模加速流失。8月10日發(fā)表的兩項研究由美國航空航天局（NASA）位于美國南加州噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）的研究人員領(lǐng)導(dǎo)，揭示了關(guān)于近幾十年來南極冰蓋（Antarctic Ice Sheet）損失情況意想不到的新數(shù)據(jù)。

發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上的一項研究描繪了過去25年中冰山崩解（calving）對南極海岸線的改變，冰山崩解即冰川前緣的冰層斷裂。研究人員發(fā)現(xiàn)，冰蓋邊緣的冰山損失速度超過了冰的更替速度，這一令人驚訝的發(fā)現(xiàn)使自1997年以來南極浮冰架的冰損失量較先前估計的量翻了一番：從6萬億噸增至12萬億噸。崩解造成的冰流失讓冰架變薄，支撐性穩(wěn)定性變?nèi)酰M而使南極冰川更快地流入海洋，加速了全球海平面上升的速度。

另一項研究發(fā)表在《地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)》（Earth System Science Data）上，以前所未有的細節(jié)展示了南極冰層隨著海冰融化而變薄的過程，以及它如何從南極大陸的外緣擴散到內(nèi)部的，過去十年，冰蓋西部的冰層幾乎翻了一番。綜合起來，補充報告提供了迄今為止關(guān)于南極這片冰封大陸隨時間變化的最完整視圖。

上圖顯示了從1985年到2021年南極冰蓋高度的變化。由于與海水接觸時冰蓋會融化，冰層高度減?。▓D中的紅色）；而在海冰積累速度超過融化速度的地方，冰層高度會上升（圖中的藍色）；冰架以灰色顯示。圖片底部為提供數(shù)據(jù)的任務(wù)。

圖片來源：NASA/JPL-Caltech

冰山崩解

“南極洲的邊緣正在崩潰?！眹姎馔七M實驗室科學(xué)家查德·格林（Chad Greene）說，他是崩解研究的主要作者?！爱?dāng)冰架逐漸減少和減弱時，南極洲大陸的巨大冰川往往會加速并加快全球海平面上升的速度。”

大多數(shù)南極冰川會流入海洋，最終形成厚達3千米、寬達800千米的浮冰架。冰架就像是冰川的支柱，防止冰輕易地滑入海洋。當(dāng)冰架穩(wěn)定時，它們有一個自然的崩解和補充循環(huán)，從較長的時間周期上來看，冰架的大小保持得相當(dāng)穩(wěn)定。

但近幾十年來，變暖的海洋從下方融化了南極洲的冰架，使它們變得更薄更弱，從而破壞了它們的穩(wěn)定。衛(wèi)星高度計通過記錄冰層高度的變化來測量這種變薄過程，但在這項研究之前，還沒有研究對氣候變化如何影響整個南極洲大陸的崩解進行過全面的評估。

其中一個原因，就是衛(wèi)星圖像的解釋一直都是一個難題。格林說：“比如說，看著一張衛(wèi)星圖像，然后試圖分辨出白色冰山、白色冰架、白色海冰甚至是白云之間的區(qū)別，可想而知這一任務(wù)的難點所在。但我們現(xiàn)在擁有來自多個衛(wèi)星傳感器足夠多的數(shù)據(jù)，可以清楚地了解南極洲海岸線近年來的演變情況?！?/p>

對于這項新研究，格林和他的合著者利用自1997年以來的可見光、熱紅外和雷達波長數(shù)據(jù)，合成了南極洲大陸的衛(wèi)星圖像。將這些測量結(jié)果，與從正在進行的NASA冰川測繪項目中獲得的冰流結(jié)果相結(jié)合，他們繪制出了南極洲海岸線大約5萬千米的冰架邊緣。

崩解帶來的損失已經(jīng)大大超過了自然冰架的增長，以至于研究人員認(rèn)為南極洲不太可能在本世紀(jì)末恢復(fù)到2000年前的程度。事實上，研究結(jié)果表明，更大的損失或?qū)⒔吁喽粒耗蠘O洲那些最大的冰架們，似乎都將在未來10到20年內(nèi)發(fā)生重大崩解。

繪制36年間的冰損失圖

在補充研究中，噴氣推進實驗室的科學(xué)家們結(jié)合了來自7個星載測高儀的近30億個數(shù)據(jù)點，生成了自1985年以來關(guān)于冰蓋高度變化的最長連續(xù)數(shù)據(jù)集，作為冰蓋損失的指標(biāo)。他們使用雷達和激光測量冰層高度，數(shù)據(jù)精確到了厘米，得到了最高分辨率的月度冰損失變化圖。

新記錄中無與倫比的細節(jié)揭示了長期的氣候趨勢和年度天氣模式對冰層的影響，甚至還顯示了冰蓋的上升和下降，因為在海平面以下數(shù)千米的地方，冰下湖泊會周期性地填滿或鏤空。“像這樣的細微變化，再加上對該數(shù)據(jù)集長期趨勢的更好理解，將有助于研究人員了解影響冰層流失的過程，從而改善未來對海平面上升的估算。”論文的主要作者、噴氣推進實驗室的約翰·尼爾森（Johan Nilsson）說。

將巨量的測量檔案合成和分析成一個單一的高分辨率數(shù)據(jù)集，需要花費數(shù)年時間的梳理研究，以及在NASA服務(wù)器上數(shù)千小時的計算。尼爾森說這一切都是值得的：“將數(shù)據(jù)濃縮成更廣泛有用的東西，可能會讓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?！?/p>

參考資料：

[1] Rasmussen, C., 2022. NASA Studies Find Previously Unknown Loss of Antarctic Ice.[online] NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL). Available at: [Accessed 16 August 2022].

[2] Greene, C., Gardner, A., Schlegel, N. and Fraser, A., 2022. Antarctic calving loss rivals ice-shelf thinning. Nature,.

[3] Nilsson, J., Gardner, A. and Paolo, F., 2022. Elevation change of the Antarctic Ice Sheet: 1985 to 2020. Earth System Science Data, 14(8), pp.3573-3598.