科学家发现迄今最清晰的巨型极地冰川融化证据

一项里程碑式的研究,改进了对格陵兰岛和南极洲冰损失的测量,以及冰川融化如何导致海平面上升。这为什么很重要。

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根据对卫星数据的一项里程碑式的最新调查,世界上除了一个冰盖之外,都在损失巨大的质量。格陵兰岛和南极洲目前损失的冰量是20世纪90年代的三倍多。仅格陵兰岛目前损失的冰量是1992年的五倍。新研究称,自1992年以来,格陵兰岛和南极洲冰盖的冰损失已导致海平面上升11毫米。

“随着气候变暖,到本世纪末,我们将损失更多质量,损失将更高,”华盛顿大学应用物理实验室极地科学中心高级首席科学家、合著者伊恩·乔金说。“从任何20年的记录来看,尤其是这20年的记录,我们目前都无法推断。但我们可以看到趋势是增长的,这是我们需要担心的。”

这些冰冷的数据是地球两极地区变暖的最清晰证据,其精确度是诺贝尔和平奖获奖的2007年IPCC气候报告中数据的两倍多。为了得出这些统计数据,来自26个机构的47名科学家使用了来自10颗不同卫星的总计50年的数据。

这为什么重要?

此前对冰盖损失的估计充其量只是不稳定,自1998年以来,对格陵兰岛和南极洲的研究差异很大。这些不同的估计使得难以获得可靠的气候模型数据——不清楚损失了多少冰,以及何时何地。一些研究甚至认为某些地区正在增加冰量,这使得地球的“冰质量平衡”不确定。在南极洲尤其如此。

“尽管大多数研究都同意冰盖在大多数地方和总体上都在损失质量,但精确的速率一直更难确定,”今天发表该论文的《科学》杂志高级编辑杰西·史密斯解释说。“这正是这项研究的意义所在。”

由利兹大学教授安德鲁·谢泼德领导的研究团队结合了几种数据集和方法,并重新处理了记录,确保他们在进行“苹果比苹果”的比较。以前从未有人做过这样的事情;此前,使用每种冰测量方法的科学家都为不同地点发布了独立估算。

他们做了什么?

冰损失的测量有多种方式。卫星激光和雷达仪器测量冰盖的高度,其他仪器可以测量冰盖的引力影响。这是一项极其复杂的测量,涉及对地球地幔的计算以及冰如何压迫它。

全球定位卫星在这里发挥了作用,每年检测到一毫米的运动。这大大改进了南极洲冰的引力效应。科学家们甚至利用核物理学来检查南极洲岩石内部的变化,这可以告诉我们岩石暴露在阳光下的时间有多长,而不是被埋在冰下。

该研究将同一地点和时间的测量数据进行了关联,并剔除了无法交叉验证的一些异常观测值。改进和合并的测量比以往任何时候都更清晰,表明南极洲的大部分地区——更不用说格陵兰岛——确实在失去冰。作者说,东极洲确实在增加一些冰,但不足以抵消西极洲和南极半岛的损失。

许多科学家表示,这项研究表明了可靠卫星网络的重要性。如果没有经过交叉校准的观测工具,这种测量将更加困难——而且我们星球的许多“天空之眼”,包括美国宇航局和欧洲航天局拥有的卫星,都已老化甚至失灵。

“我们不仅需要进行快照测量,还需要进行持续测量,最好是通过协调一致的国际努力,”乔金说。

这意味着什么?

更好的数据将被用于改进未来的气候模型,使科学家能够更准确地预测极地冰的持续融化。谢泼德说,他希望本周在卡塔尔多哈会晤的联合国成员国能够认真对待这项研究。他还表示,希望气候科学家尽快将新数据纳入他们的模型——这些数据今天就可以获得。

“我们希望人们能接受它作为通用记录,”他说。

但乔金指出,冰川、海浪、洋流和其他变量的物理学仍然没有得到很好的理解。气候科学家仍然需要更多、更好的关于这些现象以及冰盖的数据,以改进他们的模型。“就像经济学家可以预测2100年股市会更高一样,他们无法确切地说出有多高或以什么速度,也无法真正选取任何20年的时期进行推断并期望得到正确答案,”乔金说。“这确实是[这里]正在发生的事情。”尽管如此,可以肯定地说,我们现在有明确的证据表明海平面正在上升。

由伊恩·乔金提供
由伊恩·乔金提供
由伊恩·乔金提供
由伊恩·乔金提供
由伊恩·乔金提供
由伊恩·乔金提供
由伊恩·乔金提供
由迈克·布莱恩提供
由英国南极调查局的哈米什·普里查德提供
 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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