南极冰架的损失，比此前估计的还要严重

在这张2016年的照片中，南极洲盖茨冰架（Getz Ice Shelf）的60米高的前缘划开了一条裂缝，冰山很可能在此折断或崩塌。对南极崩解的首次估计发现，自1997年以来，冰架因崩解而流失的冰量与融化时所流失的冰量一样多。

图片来源：NASA/GSFC/OIB

关于南极洲的新研究，绘制出了首张冰山崩解图，认为南极洲冰架的损失比此前估计的要高出一倍，相关论文还详细说明了南极大陆的变化。

对全球海平面上升的预测而言，最大的不确定性便是随着气候变暖，南极洲的冰层会以何种规模加速流失。8月10日发表的两项研究由美国航空航天局（NASA）位于美国南加州喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）的研究人员领导，揭示了关于近几十年来南极冰盖（Antarctic Ice Sheet）损失情况意想不到的新数据。

发表在《自然》（Nature）杂志上的一项研究描绘了过去25年中冰山崩解（calving）对南极海岸线的改变，冰山崩解即冰川前缘的冰层断裂。研究人员发现，冰盖边缘的冰山损失速度超过了冰的更替速度，这一令人惊讶的发现使自1997年以来南极浮冰架的冰损失量较先前估计的量翻了一番：从6万亿吨增至12万亿吨。崩解造成的冰流失让冰架变薄，支撑性稳定性变弱，进而使南极冰川更快地流入海洋，加速了全球海平面上升的速度。

另一项研究发表在《地球系统科学数据》（Earth System Science Data）上，以前所未有的细节展示了南极冰层随着海冰融化而变薄的过程，以及它如何从南极大陆的外缘扩散到内部的，过去十年，冰盖西部的冰层几乎翻了一番。综合起来，补充报告提供了迄今为止关于南极这片冰封大陆随时间变化的最完整视图。

上图显示了从1985年到2021年南极冰盖高度的变化。由于与海水接触时冰盖会融化，冰层高度减小（图中的红色）；而在海冰积累速度超过融化速度的地方，冰层高度会上升（图中的蓝色）；冰架以灰色显示。图片底部为提供数据的任务。

图片来源：NASA/JPL-Caltech

冰山崩解

“南极洲的边缘正在崩溃。”喷气推进实验室科学家查德·格林（Chad Greene）说，他是崩解研究的主要作者。“当冰架逐渐减少和减弱时，南极洲大陆的巨大冰川往往会加速并加快全球海平面上升的速度。”

大多数南极冰川会流入海洋，最终形成厚达3千米、宽达800千米的浮冰架。冰架就像是冰川的支柱，防止冰轻易地滑入海洋。当冰架稳定时，它们有一个自然的崩解和补充循环，从较长的时间周期上来看，冰架的大小保持得相当稳定。

但近几十年来，变暖的海洋从下方融化了南极洲的冰架，使它们变得更薄更弱，从而破坏了它们的稳定。卫星高度计通过记录冰层高度的变化来测量这种变薄过程，但在这项研究之前，还没有研究对气候变化如何影响整个南极洲大陆的崩解进行过全面的评估。

其中一个原因，就是卫星图像的解释一直都是一个难题。格林说：“比如说，看着一张卫星图像，然后试图分辨出白色冰山、白色冰架、白色海冰甚至是白云之间的区别，可想而知这一任务的难点所在。但我们现在拥有来自多个卫星传感器足够多的数据，可以清楚地了解南极洲海岸线近年来的演变情况。”

对于这项新研究，格林和他的合著者利用自1997年以来的可见光、热红外和雷达波长数据，合成了南极洲大陆的卫星图像。将这些测量结果，与从正在进行的NASA冰川测绘项目中获得的冰流结果相结合，他们绘制出了南极洲海岸线大约5万千米的冰架边缘。

崩解带来的损失已经大大超过了自然冰架的增长，以至于研究人员认为南极洲不太可能在本世纪末恢复到2000年前的程度。事实上，研究结果表明，更大的损失或将接踵而至：南极洲那些最大的冰架们，似乎都将在未来10到20年内发生重大崩解。

绘制36年间的冰损失图

在补充研究中，喷气推进实验室的科学家们结合了来自7个星载测高仪的近30亿个数据点，生成了自1985年以来关于冰盖高度变化的最长连续数据集，作为冰盖损失的指标。他们使用雷达和激光测量冰层高度，数据精确到了厘米，得到了最高分辨率的月度冰损失变化图。

新记录中无与伦比的细节揭示了长期的气候趋势和年度天气模式对冰层的影响，甚至还显示了冰盖的上升和下降，因为在海平面以下数千米的地方，冰下湖泊会周期性地填满或镂空。“像这样的细微变化，再加上对该数据集长期趋势的更好理解，将有助于研究人员了解影响冰层流失的过程，从而改善未来对海平面上升的估算。”论文的主要作者、喷气推进实验室的约翰·尼尔森（Johan Nilsson）说。

将巨量的测量档案合成和分析成一个单一的高分辨率数据集，需要花费数年时间的梳理研究，以及在NASA服务器上数千小时的计算。尼尔森说这一切都是值得的：“将数据浓缩成更广泛有用的东西，可能会让我们更接近我们需要的重大突破，以更好地了解我们的星球，并帮助我们为气候变化的未来影响做好准备。”

参考资料：

[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.