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科学家们发现近期东南极洲降雪增加,有望抵消西南极洲大量融雪造成的影响,后者正在促使海平面上升——一些专家从这一消息中发现一线希望。这一前景令人欣慰,因为地球上广袤的冰冻沙漠蕴藏着将海平面抬高近200英尺的潜力。但其他科学家表示,事情可能没那么简单。
科学家一直认为温度上升会增加空气湿度,并怀疑南极洲降雪量将因此增多;然而观测结果远不如预期。因此NASA的一位研究员Brooke Medley和她的同事,从Queen Maud Land(南极洲东部的一个地区,位于非洲南部的南端)厚厚的冰层中取出一块500英尺深的冰芯进行了分析。
这块厚厚的冰芯包含了过去2000年的降雪记录,团队从中发现今天的积雪层厚度要比未工业化之前的高出25%。更重要的是,在和全球气候模型对照后发现,降雪量超出了模型预测结果——这可能意味着海平面上升速度不会像之前想象的那样快。“一切还没那么糟,”Medley说。该团队在本月月初将结果发表在了《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)杂志上。
但为何更多的降雪意味着更少的海平面上升?答案与南极微妙的质量平衡相关——即通过降雪增加的冰量和因融雪而减少的冰量之间的差值。当气候维持不变时,该差值为零;广袤冰层增加的部分弥补了减少的部分。“这是一种平衡,或者说是两种过程间的拉锯战,”Medley说。即便更剧烈的融化过程吞没了越来越多的冰块,由此增加的水也会蒸发到笼罩南极大陆的冷空气中,并通过降雪最终又回到冰层。如果冰层西部的融雪量小于东部的降雪量,南极大陆的形态可能稍稍变化,但质量不变,也不会抬高海平面。
然而,当其中的某个过程占了上风,平衡将被打破——要么冰层增加降低海平面,要么冰层萎缩抬高海平面。如今南极洲便出现了这种情况。普遍的看法是融雪占了上风——因为冰川滑向大海、冰山破碎并进入海洋,导致融水抬高了海平面——其质量远多于降雪量。无疑,这使得南极大陆萎缩而海平面上升。关键问题是(海平面将)会上升多少。
不幸的是,答案并非像在基础代数式中做加减运算那样简单。Indrani Das,哥伦比亚大学Lamont–Doherty地球观测站的一位地球物理研究员解释说:“一方面,如果我们仅仅关注降雪,它减缓了冰层质量的损失,然而降雪的增加是有代价的。”
代价就是一系列副作用,持续使海平面上升而非下降。随着时间的推移,冰盖从陆地缓慢滑向大海,并随着冰架延伸到水面。据Anders Levermann(德国为气候变化研究设立的波茨坦研究所的一名气候科学家,且不是这项新研究的参与者)所说,增加更多的降雪等同于将更多的冰送入大海。这是因为部分雪落到陆地上增加了地面高程,同时部分落到浮冰架上并实际上将冰架压入水下,结果二者的复合作用加速了海平面上升。这一影响不容小觑——2012年Levermann共同发表的一项研究显示,由降雪产生的冰中有30%到65%最终会滑入海洋。
风是另一要素。瑞士联邦理工学院的雷达气象学家Alexis Berne和他的同事去年发表了一项研究,认为雪在落地之前会消失——没错,“消失”。原因是干冷气流,也就是由冰雪高原吹向海岸的下降风。海岸附近的雪花遇到这一气流便会化作水蒸气。“它就像一位魔术师,”Lamont–Doherty的地球物理学家Marco Tedesco说,“boom~手中的雪花便消失在大气中。”
Berne的研究表明,下降风可能导致东南极洲附近的降雪量减少35%。虽然这一数字还未经严格考校,但他认为,持续变暖的世界只会加剧这一影响。即使Medley的研究发现降雪在增加,但berne怀疑这一影响不会持久。Tedesco甚至怀疑,那些风可能将雪吹向Medley的测试区域。
由此便不难想见,为什么Jonathan Bamber(英国Bristol大学的一位冰川学家)等科学家会对将Medley的研究成果用于预测未来感到不安。“这是个有趣的故事,但我觉得要怎么讲还得取决于讲述者在温度曲线上的位置,”他解释道。证据出自格陵兰岛,它变暖的速度远快于南极洲。在那儿,温度上升使得雪结晶成较之前更大的颗粒。根据tedesco和他的同事2016年发表的研究,这种变化降低了反射率并使其吸收更多阳光,能加速融化。换句话说:降雪的增加反而增加了融雪。
幸运的是,南极洲远不及格陵兰岛那样温暖,而且强烈的极地风会保持其寒冷。但假如温度急剧上升,Tedesco和Bamber都表示今天发生在格陵兰岛的过程可能会在南极洲重现。
最后,许多科学家认为降雪究竟会否减缓海平面上升仍不甚明确。然而科学家们在故事的整体走向上意见一致。国家冰雪数据中心高级研究员Theodore Scambos指出,气候变暖时南极洲将会萎缩。Tedesco说这一情况的严重性不言而喻。“南极大陆是个沉睡的巨人,而且将很快醒来。”
翻译:张宇哲
审校:董子晨曦
原文来自 环球科学
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