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NASA的ICESat-2任务绘制了格陵兰岛和南极冰原融化16年的地图

NASA的ICESat-2任务绘制了格陵兰岛和南极冰原融化16年的地图

由华盛顿大学(University of Washington)领导的一组科学家利用美国宇航局(NASA)在太空中使用过的最先进的地球观测激光仪器,对格陵兰岛和南极冰盖在过去16年里的变化进行了精确测量。

在4月30日发表在《科学》杂志上的一项新研究中,科学家们发现,自2003年以来,南极冰层的净损失和格陵兰岛冰盖的萎缩导致全球海平面上升了0.55英寸(14毫米)。在南极洲,海平面上升是由漂浮的冰架融化在变暖的海洋中造成的。冰架有助于阻止陆基冰流入海洋。

这些发现来自于“冰、云和陆地高度卫星2号”(ICESat-2),该卫星于2018年秋天发射进入轨道,并开始进行详细的全球海拔测量,包括地球上的冰冻地区。通过将新的数据与2003年至2009年的原始ICESat测量数据进行比较,研究人员对冰盖变化的复杂性进行了全面的描述。以及对格陵兰岛和南极洲未来的洞察。

气候变化正在重塑南极和北极的冰原,美国国家航空航天局的ICESat和ICESat-2卫星帮助研究人员确定这些变化的样子。

如果你观察一个冰川或冰原一个月,或者一年,你就不会了解气候对它的影响有多少了。该研究的第一作者,华盛顿大学的冰川学家本杰明·史密斯说。我们现在在ICESat和ICESat-2之间有16年的时间跨度,我们可以更加确信,我们在冰中看到的变化与气候的长期变化有关。ICESat-2是一种非常出色的测量工具。我们正在观察覆盖着两个冰原的高质量的测量数据,这些数据使我们能够与冰原数据进行详细而精确的比较。

NASA的ICESat-2任务绘制了格陵兰岛和南极冰原融化16年的地图

以前对冰的损失或增加的研究经常分析来自多颗卫星和机载任务的数据。这项新研究采用了一种单一的测量方法。用激光在冰面上反射的仪器测量的高度;提供迄今为止最详细和准确的冰盖变化图片。

研究人员对ICESat的测量数据进行了跟踪,并覆盖了2019年ICESat-2测量数据的更密集的轨迹。其中两个数据集相交;数以千万计的网站;他们通过计算机程序运行数据,计算出雪的密度和其他因素,然后计算出冰的质量损失或增加。

新的分析揭示了冰原的存在;报告的撰写者之一、加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室的冰川学家亚历克斯·加德纳说,报告以前所未有的细节揭示了气候变化的原因,并揭示了冰原如何以目前的方式作出反应。

研究发现,格陵兰冰盖平均每年损失2000亿吨冰,南极洲冰盖平均每年损失1180亿吨冰。10亿吨的冰足够填满40万个奥运会标准大小的游泳池。

史密斯和他的同事们发现,在冰原融水和冰山崩裂导致的海平面上升中,约三分之二来自格陵兰岛,另外三分之一来自南极洲。

看到ICESat-2的数据从一开始就这么好,真是令人惊讶。该研究报告的撰写者之一、美国宇航局戈达德太空飞行中心的汤姆·诺伊曼说。这些关于陆冰的初步研究结果证实了其他研究小组的共识,但同时也让我们看到了单个冰川和冰架变化的细节。

史密斯说,在格陵兰,沿海冰川明显变薄。例如,康克鲁斯瓦格冰川和雅各布港冰川的海拔每年都下降14到20英尺(4到6米)。温暖的夏季温度融化了冰川和冰原表面的冰,在一些地方,温暖的海水侵蚀了冰川前端的冰。

史密斯说,在南极洲,对ICESat-2卫星的密集轨道的测量显示,在大陆内部的部分地区,冰盖正在变厚,这可能是降雪增加的结果。但是从大陆边缘,特别是南极西部和南极半岛,冰的损失远远超过内陆地区的收益。在这些地方,海洋也可能是罪魁祸首。

在南极洲西部,我们看到许多冰川正在迅速变薄。史密斯说。这些冰川的下游末端有冰架,漂浮在水面上。而这些冰架正在变薄,随着温暖的海水侵蚀冰,更多的冰流入海洋。

加利福尼亚大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的冰川学家、论文合著者海伦·阿曼达·弗里克说,这些随潮汐起伏的冰架很难测量。其中一些卫星表面粗糙,有裂缝和脊线,但ICESat-2的精度和高分辨率允许研究人员测量整体变化,而不用担心这些特征会扭曲结果。

这是研究人员首次测量到南极洲周围浮冰架的损失与大陆冰盖的损失同时发生。

从冰架上融化的冰不会使海平面上升,因为它已经在漂浮了。就像装满水的杯子里的冰块不会溢出来一样。但是冰架确实为冰架后面的冰川和冰原提供了稳定性。

它就像一座支撑大教堂的建筑扶壁。弗里克说。冰架支撑着冰原。如果你把冰架拿走,或者即使你把冰架变薄,你也会减少这个支撑力,这样冰架就会流动得更快。

研究人员发现,南极洲西部的冰架质量正在下降。南极洲西部的许多移动最快的冰川都位于这里。变薄的模式显示,斯维特和克罗斯森冰架变薄最多,平均每年约5米(16英尺)冰和3米(10英尺)冰。

要了解更多关于这项研究的信息,请看美国宇航局在太空中使用的最先进的地球观测激光绘制的16年冰盖消失的地图。

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普遍存在的冰盖质量损失反映了相互竞争的海洋和大气过程。本·史密斯、海伦·a·弗里克、亚历克斯·s·加德纳、布鲁克·麦德利、约翰·尼尔森、费尔南多·s·保罗、尼古拉斯·霍尔舒赫、苏希尔·阿杜苏米莉、凯莉·布伦特、贝卡·萨索、凯特琳·哈贝克、托斯滕·马库斯、托马斯·诺伊曼、马修·r·齐格弗里德和h·杰伊·兹沃利合著,2020年4月30日,《科学》。

DOI: 10.1126 / science.aaz5845

这项研究由NASA资助。其他合著者还有美国国家航空航天局喷气推进实验室的约翰·尼尔森和费尔南多·保罗;美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的布鲁克·麦德利、托尔斯滕·马库斯和h·杰伊·兹瓦利;Amherst学院的Nicholas Holschuh;加州大学圣地亚哥分校的Susheel Adusumilli;马里兰大学的凯利·布伦特;布法罗大学的Bea Csatho;KBR的凯特琳·哈尔贝克;科罗拉多矿业学院的马修·齐格弗里德。

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