作者:张章 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/10/24 14:35:06
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美英计划携手探索南极冰川融化

特怀特冰川附近的冰山 图片来源:Jim Yungel

一个来自朋友和家人的问题,一直困扰着工作在西南极冰原上的科学家:“海平面升高速度有多快?”

这片冰原是预测下个世纪海平面的最大万能牌之一,它正“采取”持久的不确定性复杂努力,以适应人类驱动的气候变化。人们曾认为它会稳定数个世纪,但卫星和飞机观测结果显示,该冰原正在变薄且开始不稳定。但它何时崩塌依然是未知数,预测范围横跨了未来几十年到数世纪。

为了提炼这些预测结果,美国国家科学基金会(NSF)和英国自然环境研究委员会宣布将启动一个联合野外考察项目,目的地是特怀特冰川。该冰川是西南极冰原上存在潜在融化风险的中心之一。

尽管NSF拒绝透露精确数字,但该项目将在未来5年为南极研究提供数千万美元的拨款,包括基础设施建设等。

英国南极科考计划科学部主任David Vaughan 在近日举行的西南极洲科研跨学科研讨会上表示,“特怀特项目”在很长一段时间里,将是“我们学科领域的一件大事”。人们期望该项目能直接反馈数据到政府间气候变化专门委员会的海平面预测中。“我们希望提供的数据能改进这些预测结果。”他说。

之前数个研究已经发现特怀特冰川等数个冰川出现衰退和变薄,这发出了“南极洲西部冰川的缓慢崩塌不可逆”的警报。早在2014年,两个研究小组就曾报告说,作为将巨大的西南极冰原聚拢在一起的“基石”,特怀特冰川已经开始崩塌。从长远来看,整个冰原注定要消失殆尽,而冰雪的融水足以使海平面升高超过3米。

海平面上升将直接对沿海城市造成毁灭性的破坏,伴随着严重飓风将会出现风暴大浪。预计2070年,海平面将上升0.5米。这时,仅对美国迈阿密市就会造成约3.5万亿美元的经济损失,480万居民将面临危险。而倘若全球海平面上升3.96米,迈阿密73%的地区将被淹没;22%的纽约、20%的洛杉矶也将不复存在。受南极冰川融化影响,200年到1000年后,多个低洼沿海城市或将消失。

面积达18.2万平方公里的特怀特冰川毗邻阿蒙森海,是海洋冰架的教科书案例。日益变暖的海水能缓慢融化其底部。发表于美国《科学》杂志网络版的一篇论文指出,只需要200年,该冰川的最外侧边缘将后撤并越过一道水下的山脊,而该山脊如今正在延缓其后退。

而另一个研究小组对西南极冰川的雷达绘图结果证实,一道600米深的山脊是特怀特冰川下的基岩浸入下方盆地的最后一道障碍。由于内陆盆地将该冰川与该地区的其他大冰川连接在一起,因此特怀特冰川的崩塌将使海水淹没西南极洲,并导致该区域几乎失去全部的冰川。

新合作项目设计者、美国国家冰雪数据中心科学家Ted Scambos表示,这些研究奠定了过去两年的基调。在一系列会议上,英国和美国科学家意识到他们都关注特怀特冰川。由于预算紧缺,一个合作且有针对性的项目成为首选。“我们已经知道什么是对的。”Scambos说。

该项目将包括路基和洋基实地考察,目标范围是特怀特冰川及周围海域。研究人员还将使用新的自动气象站、冰架下系泊设备及滑翔机、雷达等。他们计划重建古气候,并研究特怀特冰川与周围冰川的直接关联。该联合项目计划为期5年,于明年10月启动。

据悉,特怀特冰川远离南极洲目前已有的基础设施,也不接近美国南极考察站。“在这里工作可能是人们舒适度的极限。”美国宇航局戈达德宇宙飞行中心

北极科学家Chris Shuman说。该冰川表面崎岖不平,且气候严酷。Vaughan在会上表示,一旦项目开始,则需要大量的后勤保障。“我们正在筹集后勤物资。”

不过,NSF 南极科学项目主管Eric Saltzman指出,尽管,NSF将继续支持研究者驱动的项目,但该联合项目毫无疑问将影响其他南极项目的经费。英国帝国理工学院极地科学家Martin Siegert表示,虽然可能影响其他项目,但这种合作模式似乎是“可行的”。而特怀特冰川考察项目取得的经验将可能指导其他冰原研究。

冰盖通常由冰川汇聚而成,就如同湖泊由河流汇聚而成。即便全球性气候变暖导致冰川融化已经成为不争的事实,但在此之前,极地专家仍确信这些沿海冰川被牢牢固定在海床之上。但特怀特冰川衰退让人们感到了恐慌。而且,其他冰川的情况也不容乐观。例如,松岛冰川自2005年以来已经向内陆撤退了31公里,史密斯冰川和科勒冰川则撤退了约32公里。

也许,新合作项目能成为南极科学家为世界作出有形贡献的最好机会。美国哥伦比亚大学南极学家Robin Bell表示,政策制定者也在期待新数据的产生。“这或能取得道德和社会双赢。”(张章编译)

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2016/10/25 7:24:54 wwwjjjjjj
根据地球差异旋转导致岁差的原理计算,现在北半球冬季是近日点而12890年后,北半球冬季是远日点。
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