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人类制造西南极洲融化:冰盖的融化与每个人息息相关

地球关注|2019-8-21 14:26

来源:国家地理中文网|583人参与|0评论

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人类制造西南极洲融化

  松岛冰川,位于西南极洲,正在迅速消融。2014年,这块32公里宽的冰山从巨大的冰川上断裂漂走了。其它更多的冰块继续脱落。

  摄影:JEFF SCHMALTZ, NASA/GSFC/MODIS LAND RAPID RESPONSE TEAM

  撰文:ALEJANDRA BORUNDA

  西南极洲的壮丽冰川决定着全球海岸线的命运。专家预测,按照这些冰川的坍塌速度,2100年的海平面将比现在高出至少30厘米。

  多年来,科学家一直在观察研究坍塌融化中的冰川,其速率在近十多年里逐步加快,已危及整个冰盖的稳定性。显然,人类活动影响了气候变化,进而影响冰川的状态,但问题在于,在人类导致气候变暖之前,冰川融化是否早已开始发生。

  如今,某研究团队发现证据表明,人类就是始作俑者。近日该科研团队在《自然·地球科学》期刊上发表论文介绍,人类驱使的全球变暖改变了海洋上空风的特性,其中就包括西南极洲那些最脆弱的冰川的周边海域。在某些时候,冰川附近海域的风会变得紊乱无常或者风力减弱,这相应地影响了拍打冰川的海水,进而从某种程度上造成冰川融化。

  来自英国南极调查所的极地科学家、同时也是这篇论文的第一作者Paul Holland说道:“如今,我们有证据表明,人类活动对海平面上升造成了负面影响,正如我们所看到的西南极洲现状。”

  吃冰的海水

  西南极洲的冰盖蕴藏着全世界6%的淡水资源。如果它们融化殆尽,全球海平面将上升至少3米。看起来这不会很快发生,但科学家发现该冰盖的某些部分极为脆弱,其边缘一旦退缩到某个程度,越过了临界点,就很可能一发而不可收拾。

  过去数十年里,该地区一些冰川的退缩速度极为惊人。例如松岛冰川和思韦茨冰川,它们每年损失1000亿吨冰体,有些糟糕的年份里损失得更多。

  这些冰川之所以退缩,是因为它们的“口鼻”伸出冰盖,探入温暖的海洋,逐渐融化。

  这片海域的温度到底有多高呢?这是关键。自然气候循环会将多个洋流的海水推向冰盖边缘的海域,而且在不同的时间,作用程度也不尽相同。这样的机制在某种程度上影响了西南极洲附近海水的温度,使其近百年来有涨有落,从“寒冷”向“有点冷”过渡,并以每5年为一个周期,周而复始。

  那么控制温暖海水流向冰盖边缘的主要因素是什么呢?科学家终于找到了答案,是距离西南极洲冰盖稍远的阿蒙森海的海风强度。有时候,这些风弱得出奇,甚至反向流动。这就导致更多的温暖海水停滞在冰盖边缘,也就意味着更多的冰体将要融化。

  Holland介绍道:“1920年代,这些风曾终年不变地向西掠过,所以在那些日子里,西南极洲冰盖一直处在‘寒冷——极寒’的交替状态。”

  然而,如今的全球变暖趋势使得海水温度的基线上调,“寒冷——极寒”的循环转为“温暖——寒冷”。

  科学家知道阿蒙森海的海风影响了这片海域的水温,但海风强度与风向的数据只能追溯到1979年。好在该海域的模型参数与遥远的热带太平洋高度一致,那里有完善的长期记录,于是研究团队得以推断出南极海风在过去一百年里的变化模式。

  如果没有人为全球变暖的干预,这些风会如何运作呢?科研团队利用一系列气候模型进行模拟观察,并与实际情况进行对比。结果发现今天这片海域的模式大致是西风和东风各半,相比于一百年前几乎都是西风的模式,温度高出不少。

  失衡的冰体

  对历史数据的研究发现,冰体在温度较高时融化,在较冷时又收复失地。但在过去一百年里,这样的平衡被打破了。温暖海水啃食的冰体远远多于海风转向后冰川恢复的体量。

  这里有几个尤为特别的风向逆转时刻,例如1970年代的那一次,恰好与松岛冰川和思韦茨冰川的大退缩高度吻合。

  这些冰川从“口鼻”处开始融化的现象值得深入研究。研究发现,它们下方的地基实际是向内凹陷的,冰川融化的界面一旦越过凹陷的边缘,温暖的海水就会浸入冰川下方,使得冰川融化的速度加快。

  据华盛顿大学的大气与冰芯学专家、本篇论文的作者之一Eric Steig介绍,1974年,一次大规模的冰川融化就造成了上述现象,随后冰川融化的速度大大加快,至少比之前快了50%。

  尘埃落定,肇事者就是我们

  研究者发现,如今海风运作模式的主导者正是人类活动引发的气候变化。人类在过去几百年里释放的温室气体彻底改变了地球周遭的热气运作模式,以致于极地海风最基本的运作模式都遭到了破坏。

  数万年来,南极冰盖的形状与规模总体来说还算稳定。但最近的一百年里,其部分区域的退缩程度令人惊愕。而这些动向的时间点恰好与二氧化碳等温室气体大量充斥大气层的现象相重叠,所以人类活动影响南极冰盖的思路看起来合乎逻辑。但南极洲是一片复杂的大陆,它也有自然性变化,所以我们也不能忽视大自然对南极现状的影响。

  宾夕法尼亚州立大学的气候学家Richard Alley通过邮件告诉我们:“如果说安稳数千年的南极冰盖恰好在人类活动频繁之际出现自然性退缩,这未免也太巧合了,但自然变化促使冰川退缩的证据又确实存在。”

  然而,这个逐渐变暖的星球正毫无疑问地改变着南极海风的运作模式,而且很可能持续相当长的时间,除非发生什么戏剧性的事件,减缓或者逆转这一变暖进程。

  “如果我们放任这种模式,我们可能会陷入‘温暖——太热’的交替环境。”Holland说道,那么南极冰盖的处境不堪设想。

  Steig提醒道,没有人能谱写未来。我们只要控制好温室气体排放,通过长期不懈的努力,那些关键海域的海风或许不会再减缓或逆转,那么冰川边缘处的海水将保持寒冷,冰体又会“长”出来。

  Steig总结道:“西南极洲冰盖的融化与每个人息息相关,它的影响波及全球,因为海平面是全球性的。”

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