近年来,南极大陆的巨大冰川是否正在融化已受到全球的较多关注。来自纽约城市大学的一个最新报告称,在过去的几年中南极洲表面融化速度减缓,这可以说是全球变暖论点的反面论调。还有一些证据也表明南极洲附近海域的冰量似乎稍有增加。但据美国国家宇航局(NASA)格雷斯卫星从太空中收集的重力数据显示,自2002年以来,南极洲每年海冰的减少量超过100立方千米(24立方英里)。最新数据也表明,南极洲海冰正以越来越快的速度减少。
图1 自2002年以来,南极洲大陆每年海冰减少量超过100立方千米
东南极洲占整个南极洲三分之二的面积,是一片高海拔、气候寒冷干旱的大陆,素有“白色沙漠”之称,其平均海拔高达2000米(1.2英里),比美国的科罗拉多高原还要高,面积相当于澳大利亚大小,覆盖的冰川平均厚度达2000米(1.2英里)。如果这些冰川全部融化,全球海平面将上升约60米(197英尺)。雷达和卫星数据显示,东南极洲由于内部积雪结冰抵消了部分融化的体积,因此其海冰的损失量不算太大。虽然NASA/德国航空航天中心的重力恢复和气候试验(由格雷斯卫星完成)的最新结果表明,自2006年以来已有大量冰川消融,但总体来说,东南极洲的情况并不算严重。
西南极洲与东南极洲情况截然不同。它是由一系列冰雪覆盖的岛屿组成。因此,大部分西南极洲冰原(术语称为WAIS)实际上是位于南大洋上面,而不是在陆地上。其中某些区域的海拔为-1700多米(-1英里)。其最大的岛屿是派恩岛,最大的冰川也称为派恩岛冰川。如果WAIS完全融化,海平面将上升5-7米(16-23英尺),其中派恩岛冰川所起的作用占了约10%。
图2 东南极洲的冰原海拔远远高于西南极洲
自20世纪90年代初以来,欧洲和加拿大的卫星一直在收集西南极洲的雷达数据。这些数据可揭示冰层的运动,到90年代末,科学家已掌握了足够的数据来测算派恩岛冰川每年的运动情况。海洋学家Eric Rignot在NASA喷气推进实验室(JPL)实验条件的基础上,利用1992-1996年雷达收集的信息发现派恩岛冰川的“接地线”(冰川底部与海水最初接触的位置)正在迅速地退向陆地。这意味着冰川正在急剧地减少。他认为这是由于西南极洲附近海水较温暖所造成的。不过,仅凭几年的数据,他无法确定冰川消退是暂时性自然发生的异常还是全球变暖的长期趋势造成的。
冰架的崩解可能是西南极洲冰川加速消融的主要原因。冰架是冰川的一部分,它们超过了接地线延伸至海洋,最易受到海水变暖的影响。冰川学的长期理论认为这些冰架往往支撑着冰川,减缓着冰川向海洋方向的运动。
JPL的科学家Michael Schodlok模拟了冰架和海洋相互作用的方式,他认为冰架底部的融化是其崩解的一个先决条件。冰架变薄使其对冰川的支撑作用变小,冰川流动加快,且冰架自身也更容易裂开。在夏季,表面融化的冰水流入冰川裂缝,由于水的密度比较大,当融化的水足够多时就会把裂缝撑大,导致冰架的裂解。南极洲附近海域逐步变暖使得冰架正在慢慢地受到破坏。但同时Schodlok也指出由于卫星无法获取冰层下方的测量数据,这种说法并没有直接证据证明。NASA戈达德太空飞行中心的冰川学家Robert Bindschadler正在制定一个始于2011年的探险考察计划,希望能证明这一说法。由于派恩岛的冰川变化最大,因此科学家准备钻开派恩岛冰川放入一个自动化的浮标以了解海洋是如何影响冰架的。
同时,JPL和加州大学的科学家们通过格雷斯卫星的最新测量数据来测算南极洲的冰原,结果表明冰原不仅在大量消融而且速度正在加快。雷达数据等其他一系列独立的测量数据也显示了同样的结果,由此证明了该结论的可靠性。
(资料提供:中国科学院对地观测与数字地球科学中心 中国科学院成都文献情报中心)
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