根据对地球上几乎所有冰川的最新研究,地球冰川在收缩,并且在过去的20年中,收缩速度一直在稳步加快。
根据《国家海洋》杂志的报道,冰川大多通过融冰而失去质量,但它们也因其他过程而收缩,例如升华,水直接从冰中蒸发,崩解,大块冰从冰川边缘破裂。和大气管理局(NOAA)。通过追踪冰川萎缩的速度,科学家可以更好地预测海平面上升的速度,尤其是在气候变化推动全球平均气温升高的情况下。
但是,估计冰川萎缩的速度可能非常困难。作者们在周三(4月28日)发表在《自然》杂志上的最新研究中指出,过去的估计仅依赖于地球上200,000多颗冰川中仅有几百个冰川的实地研究,以及分辨率有限的稀疏卫星数据。
这些卫星数据中的一些捕获了地表高度的变化,但仅在少数地方和稀疏时间点进行了采样。其他卫星检测到了地球重力场中的微小变化,但无法弄清冰川收缩是如何造成这些变化的,与例如冰盖或固体地球的质量变化相反。
为了更精确地进行归零,该小组使用了无数的卫星和航空影像来调查217,175个冰川,几乎占了地球上所有的冰川。特别是来自Terra卫星上的高分辨率传感器NASA的先进星载热发射和反射辐射计(ASTER)的图像长达20年的存档,为该团队提供了丰富的数据,并使他们能够对随着时间的流逝冰川质量损失。
法国图卢兹大学博士和水力学实验室的第一作者罗曼·休贡内特说:“我们不仅拥有所有冰川的完整空间覆盖,而且还可以重复进行时间采样”,这意味着可以从多个时间点进行测量。瑞士苏黎世联邦理工学院水文与冰川学(VAW)。
研究小组发现,在2000年至2019年之间,冰川每年平均损失总计2937亿吨(2670亿公吨),或损失176亿吨(160亿吨);这组作者指出,这大约占那个时期观测到的海平面上升的21%。
自2000年以来的每个十年中,冰川质量流失的总体速度一直在加速,每年增加约528亿吨(480亿公吨),这可能是观察到的海平面上升加速的原因。
Hugonnet说,这些估计大大缩小了近几十年来冰川损失的数量的不确定性。例如,政府间气候变化专门委员会(IPCC)的最新报告和2019年在《自然》杂志上发表的最新全球研究都计算了与新研究相同的质量损失估算值; 但他们的误差幅度在两侧都跨越了数百千兆吨。
Hugonnet和他的团队通过使用ASTER数据可以大大减少这种不确定性。
Hugonnet说,ASTER捕获可见光和近红外光谱的图像,“所以我们几乎可以用自己的眼睛看到。” 因为该传感器绕地球旋转大约438英里(750公里),所以它可以从多个角度捕捉相同位置的图像:一次是直接穿过某个点,一次是在“回头” 。
然后可以使用这两个快照重建地球表面的3D地形,在这种情况下,还可以重建整个星球的3D冰川结构。Hugonnet和他的团队量化了这些体积的变化,然后将其乘以冰川冰的密度,以确定冰川损失了多少质量。
该小组还根据NASA的冰,云和陆地高程卫星(ICESat)以及IceBridge行动的数据再次检查了他们的工作。这些额外的数据证实了ASTER图像通常与同一时期的其他可用数据相匹配,并且还帮助团队校正了ASTER数据中的统计“噪声”。
Hugonnet说,使用这些方法,团队计算出了一个相当有把握的估计,但是仍然存在一些不确定性。
他说:“冰川的问题在于,我们不仅失去了冰,而且还失去了燃烧。”通常在冰川上发现的一种部分压实的积雪。Hugonnet说,目前的研究在估算质量损失时并没有将冰与火区别开来,“因此,就目前而言,这是我们最大的不确定性来源”。
此外,研究小组指出,并不是所有的地球冰川都以相同的速度失去质量。Hugonnet说:“更有趣的是,看到某些地区在减速,而其他地区在加速。”
例如,在研究时间范围内,阿拉斯加和加拿大西部冰川的质量损失显着增加,而冰岛,斯堪的纳维亚和东南格陵兰冰川的损失在2000年代初至2010年代末之间有所放缓。放大这些区域,作者发现区域气候条件,尤其是降水和温度的长期波动,有助于解释这些明显的差异。
因此,虽然冰岛,斯堪的纳维亚半岛和格陵兰在21世纪第二个十年进入了一个相对凉爽潮湿的十年,但北美西北部进入了一个相对干燥的时期,这意味着冰川最终损失的冰多于积雪。休贡内特说:“我们存在着某些地区存在的那些波动,有时甚至可以持续十年左右。”
他说:“这也是为什么我们需要如此全球性的整套观察结果,例如我们提供的观察结果的原因。”
在全球范围内追踪平均冰川质量损失,可以帮助科学家预测全球海平面上升;Hugonnet说,但是在地方范围内,冰川的大量流失会极大地改变附近的水体和水资源的可用性,并有可能引发诸如雪崩和毁灭性的春季洪水之类的灾难。因此,重要的是要同时捕捉全局和精细细节。