北京时间7月15日消息,据美国探索频道报道,过去在夜间从冰川上脱落的冰,就像森林里倒下的一棵树,与庞大的主体相比,数量非常有限。现在冰川研究人员利用几颗卫星,几乎每天都对格陵兰最活跃的几座冰川进行监测。他们发现,格陵兰冰川之母——Jakonbshavn冰川的北翼一夜间消退了1英里(1.61公里)。 美国宇航局冰冻圈项目科学家汤姆·瓦格纳说:“几晚前这座冰川上裂了个大缝隙,两晚后(7月6日)冰块从冰川上脱落,随水流漂走了。”脱落部分的面积大约是曼哈顿岛的八分之一,这创下了冰川缩小最快速度的新纪录。但是这还没完。7月12日,研究人员又在这座冰川的南翼发现一个新裂缝,这个裂缝很大。是否这会产生一个新浮冰,目前还不得而知。
Jakonbshavn冰川的消退,已经为离开格陵兰、注入大海的大约10%的浮冰提供了一条重要通道。华盛顿大学应用物理实验室极地科学中心的伊恩·乔因表示,由这些冰填充的一个河谷,其规模与美国大峡谷不相上下。很显然,Jakonbshavn冰川的消退速度如此之快,可能是由冬季特别温暖造成的,这使该冰川周围无法形成海冰。
通常情况下,Jakonbshavn冰川前面往往会漂浮着大约4英里(6.44公里)宽的海冰,这确保了周围的海水保持在很低温度,使冰块更难从冰川上脱落下来。一般冰川会在夏季缩小,但是等到冬天,它在周围海冰的帮助下,会重新壮大自己。研究人员表示,缺少海冰显然改变了这一切。
俄亥俄州立大学伯德极地研究中心的伊恩·豪厄特说:“今年它从去年夏季消退的地方开始融化。”在过去,卫星图会相隔几个月或者几年。在这段时间里,冰川会多次增大和消退,因此只有少数快照可以用来确定冰川的长期消融趋势。为了更详细地研究冰川的行为,必须要有更好的时间分辨率。
乔因表示:“这很令人兴奋,因为我们还有很多不了解。”获得时间分辨率更高的图(例如捕捉到Jakonbshavn冰川消退如此快的画面),最终促使研究人员开始研究冰川行为的基本原理。
研究人员用来每日对Jakonbshavn冰川、Kangerlussuaq冰川、黑尔海姆冰川进行监测,并且每周对较小的注出冰川进行核查的卫星,包括美国数字全球(Digital Globe)公司的“视界2(WorldView 2)”号卫星,它拍的是光学(可见光)图片。如果云团挡住了视野,他们会用德国卫星捕捉雷达图,这颗卫星能“看穿”云团。除此以外,他们还利用地球资源探测卫星、“土地”卫星和“阿卡”卫星获得相关数据。
直到2002年,冰川学家才真正开始考虑气候变化对格陵兰冰川的影响;而到了2007年,科学家才认识到更为重要的事实:冰川正在以相当快的速度终结冰盖,冰川将冰送入海中的速度比内陆冰融化的速度快得多。
危险的蓝宝石一架空客A330型客机从丹麦哥本哈根向西飞行,在经过冰岛上空之后不久,就接近了格陵兰岛。这时,飞机上的每个舷窗前都至少有一个脑袋向下张望,世界上最大的岛——一个冰雪世界——吸引着众多目光。
这座岛有五分之四的面积位于北极圈以内,冰盖最厚的地方达到了3.4千米,如果它上面所有的冰雪融化,将使地球的海平面上升7米,而问题在于,它现在正在加速融化。因而它不但吸引着旅行者的目光,它更是气候学家和冰川学家们关注的焦点。
飞机接近格陵兰东海岸时,首先看到的是白色的斑点在深蓝的海水中构成巨大的不规则图形,那些白色的斑点都是浮冰。很快,这些浮冰的源头就出现了,也 就是冰川。土地却迟迟没有显现,人们看到的只是一些突兀的山峰,以及山峰周围白茫茫的冰雪。这种状况也没有持续很久,当飞机飞到更为内陆的地方时,目力所 及便只有无边无际的耀眼白色了。
不过,当飞机到了岛的西侧时,一种罕见的地貌让人怀疑自己究竟是看到了什么。只见平坦的白色冰盖上出现了一个个深蓝色的椭圆,就好像质地上乘的蓝宝 石。这些蓝宝石其实都是冰面融化形成的湖泊。它们通常出现在格陵兰的东北部、北部和西部。尽管看上去极其漂亮,但它们也正在引起冰川学家的担心。
这些湖最大的直径大约有2千米,最深的地方有15米。也有些湖并不是圆形的,它们能长达5千米,但宽只有800米。所以这些湖的最大面积是9平方千 米。每一个湖都像是一水池的水,也有放水的“管道”。科学家已经在南极洲的冰盖上观测到,湖水像钻头一样钻下去,使冰盖出现很宽的裂缝。显然,有太多的湖 出现并不是一件好事情,它们会破坏冰盖。
这些湖只在融化大于降雪的地方形成。格陵兰岛上的这些湖在5月下旬开始出现,然后它们在夏天的某些时候可能会放空,而那些没有放空的湖可以持续到9月中旬。没有放完水的湖在冬天就会再次冻结上。但是大多数的湖最终都会将水放完,而且实际上这个过程有时候是非常快的。
冰川学家只有10年的数据,但如果查看这10年的数据,看气温高的夏天和气温低的夏天,就会发现在温度较高的时候,会出现更多的湖。同时,事情是复 杂的,因为湖会放水,而冰川学家们记录到的并不是放水的时间。所以有另一种可能是,这仅仅是一个当地的个别事件,并不是气候变化的信号。
那些湖是自然形成的,并非近些年才出现,但已经有研究显示,湖在变多也在变大。有些冰川学家发现,在较热的夏季,会出现比较大的湖。他们还推测,如果气候持续变暖,我们应该会看到更多的湖。
如果格陵兰的冰雪全部融化,地球的海平面将会上升7米杰森·博克斯拿着刚刚收回的冰川照相机 图/南方周末记者 黄永明
南方周末记者黄永明(右一)搭乘绿色和平组织的“极地曙光号”到格陵兰和北极地区考察
比报告所说更严重飞机首先抵达南斯特伦菲尤尔(Kangerlussuaq),这个格陵兰的城镇几乎刚好位于北极圈上。从这里转小飞机向西北继续飞行半个小时,就到了格陵兰第二大城市荷尔斯泰因斯堡(Sisimiut)。
6月24日,绿色和平组织的“极地曙光号”在这里靠岸。它十多天前从荷兰阿姆斯特丹启航,横跨了大西洋。在哥本哈根转机而来的中国参与者从这里上船,同时还有美国俄亥俄州立大学拜尔德极地研究中心的冰川学家杰森·博克斯(Jason Box)博士。
“极地曙光号”打算沿着格陵兰的西海岸一直向北航行,考察气候变化对格陵兰冰川的影响。
联合国政府间气候变化委员会(IPCC)在2007年发布的气候变化报告中,对1993-2003年间格陵兰对海平面上升的贡献的估计是平均每年0.21毫米上下。
IPCC的这份报告采纳了博克斯的部分研究数据。具体来说就是格陵兰冰盖的表面每年融化了多少,又有多少降雪,看这两者的平衡情况。他得到的结论 是,降雪量呈现出增加的趋势,但是融化的趋势比降雪增加的趋势还要强。“就像是一个银行账户,有更多的钱进来了,但花的钱比进来的钱还要多。”他说。
实际上,博克斯认为格陵兰冰川融化的情况比IPCC报告中所说的还要严重。IPCC的这份篇幅巨大的报告容纳了数以千计的科学家的研究结果,这些结 果都是基于已经在正规学术期刊上发表的论文。2006年1月,报告截稿,但仅仅就在一个月之后,一项重要的研究结果在美国《科学》杂志上发表了。
美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的艾瑞克·瑞格诺特(Eric Rignot)及其合作者分析了1996年到2005年之间卫星雷达对格陵兰冰川的观测,发现了令人惊讶的结果:在格陵兰中东部,名为 Kangerdlugssuaq的冰川在2000年到2005年间的流动速度增加了一倍不止,从每年6千米增加到每年13千米,成为格陵兰流动速度最快的 冰川。此外,南部的Helheim冰川的速度加快了60%,西部的Jakobshavn冰川也加快了一倍。这些冰川如此大幅度地加速流动都仅仅发生在几年 之内。
与此同时,发表在《冰川学报》的一篇文章则指出,在1992年到2002年之间,格陵兰冰盖的收支已经接近平衡,平均每年新形成的冰仅仅比融化掉的 冰多出11立方千米。而在总体上,由于底部的融化和向外释放出冰山,格陵兰每年失去47立方千米的冰。在瑞格诺特发表的那项研究中,这一数字高达每年 224立方千米上下,另一篇发表在《科学》杂志的研究给出了每年148立方千米的数字。还有一篇发表在《地球物理研究快报》的文章认为这一数字是每年82 立方千米。
尽管四项研究结果给出的数字各异,但它们都毫无例外地显示出格陵兰的冰盖正在萎缩。
“没有任何一个冰川流动模型预测了会有如此之快的变化。”当时华盛顿大学的冰川学家伊万·约金(Ian Joughin)这样评论,“如果你看教科书,你会看到冰盖的响应时间是一千年或是更长。”
“正在萎缩的冰川”被《科学》杂志评为2006年十大进展之一。然而正是由于截稿时间的原因,IPCC的报告并没有把冰川流动得更快这个最新的研究结论纳入在内。因此,海平面上升的速度实际上可能比2007年报告中预测的要快得多。
现在科学家观测到的海平面上升的速度是一年3.2毫米,这其中有三分之一都是格陵兰贡献的。或者说,格陵兰每年向海平面上升贡献0.6-0.9毫 米。3.2毫米中另外有40%来自于气温升高后海水的热胀,而剩下的30%来自于美国阿拉斯加、巴塔哥尼亚、冰岛、南极洲等地的总和。
无冰的坦途“极地曙光号”从荷尔斯泰因斯堡向北启航的第二天,也就是6月25日,海面上已经能够看到一座座的冰山。控制室里时刻有人戴着深色太阳镜观察海面,看到前方一英里处有冰山时便调整航向,避免相撞。
这些冰山来自于上面提到的Jakobshavn冰川,它是整个北半球最富生产能力的冰川。冰山从Jakobshavn冰川分裂出来,在颜色浓重的海 面上向南漂移。Jakobshavn可译成“雅各布海文”,其中的“雅各布”是人名,“海文”的意思是安全的地方。这显然与实际的情况大相径庭。
但是,到了两天以后,海面上却再也见不到任何冰山了,至多偶尔有一些小块浮冰飘过。这是因为北边的冰山流动得没有那么快,也就不会产生那么多的冰 山。此行的主要目的地是位于超过北纬81度的Petermann冰川。与Jakobshavn冰川相比,虽然后者比前者宽两倍,但它产出冰山的能力只是前 者的1/15。Petermann并不是一个流动速度很快的冰川,其他在格陵兰北部的冰川也都不是很快。
所以,让老水手们和科学家感到不正常的并非这一点。真正让他们感到惊讶的是另一种现象。他们注意到,船航行在格陵兰与加拿大埃尔斯梅尔岛(EllesmereIsland)之间(奈尔斯海峡)时,水域开阔,海风不带有一丝凉意。
杰森穿着一件深蓝色的短袖T恤站在甲板上。“这十分不正常。”他看着海面说,“我们应该看到冰才对的,可现在什么都没有。”
这种现象有一个俄语名字,叫做“polynya”。在正常情况下,奈尔斯海峡从每年的2月初开始冰封,到了7月的最后一个星期冰才会破碎。可是,现在是6月底,“极地曙光号”却在这里畅行无阻,全速北上。
“今年它在冬天就没有冻结,这是至少32年来的第一次。”杰森说。
加拿大的监测资料则显示,奈尔斯海峡在2007年没有冰封,使得来自北冰洋的大冰块能够一路南下,直达巴芬湾。它在2008年倒是冻上了,但冰封的 区域却比以往更为靠北。今年,至少到现在为止,它没有任何冰封的迹象。尽管与2007年不同,今年在格陵兰与加拿大之间形成了冰桥,冰桥阻挡了北冰洋古老 的冰块南下,但冰桥的位置却极为靠北,在地图上看,纬度比通常的情况高出了两三度。
科学家认为,这种现象通常是由于海水温度高或者风力作用形成的,而且很可能是两者共同在起作用。美国宇航局的卫星观测显示,polynya形成时,海水表面的温度比周围的环境高出2-3摄氏度,海水的热红外辐射显著高于周边。
另外,与冰桥形成的位置有关,一股北风持续地从海峡中吹过,冰桥处新形成的冰被不断吹走,飘向南方。这就造成海峡北端的冰桥边缘始终处于破碎状态,冰层也总是很薄。
6月28日,船在短短的几天时间里就从北纬67度的荷尔斯泰因斯堡开到了北纬81度以上,接近Petermann冰川。“还有三个小时——哦,不, 还有两个小时我们就要到达Petermann了。”水手鲍勃28日上午11点在控制室里说,“一路上顺风顺水,我们才能开这么快。这对我们的航行来说是个 好消息,但就气候来说它真是个坏消息。”
加速流动的冰川这是杰森第18次来格陵兰远征。从1994年开始到2005年,他每年都会来到格陵兰。在那个阶段里,他参与的是美国宇航局的一个研究项目,重点研究冰盖收支平衡的情况,也就是降雪与消融之间的平衡,观察冰盖对气候变动的短期和长期响应。
在那个时候,诸如“气候变化”和“全球变暖”这样的词汇还非常年轻。“我们并不以为格陵兰会是个重要的地方,因为那个时候的常规观点是,冰盖移动得非常缓慢,对气候也没有响应。”杰森在“极地曙光号”的酒吧里对南方周末记者说,“但是这种认知现在已经大大改变了。”
到了2002年,冰川学家才真正开始严肃地考虑气候变化对冰川的影响。美国宇航局戈达德飞行研究中心的杰·兹沃利(Jay Zwally)发表的一篇论文给出了GPS观测的结果,显示了夏天格陵兰内陆的冰在加速融化,速度加快了60%。实际上,现在这一速度更快了,在很暖的夏 天达到了100%。
当时的冰川学家还只是认识到了气候和冰盖融化之间存在关联,而到了2007年和2008年,科学家又认识到了更为重要的事实:冰川正在以相当快的速 度终结冰盖,冰川将冰送到海中的速度比内陆冰融化的速度快得多。相比之下,内陆冰盖融化的速度加快了一倍,这只在千年的尺度上有影响,而在短时间内产生影 响的是冰川。
冰川与冰盖的区别在于,冰川是在山之间流动的,换句话说冰川是受到地面形状控制的,而冰盖如此之厚,以至于能把山都给埋起来,而且它并不被地面所控制。冰川是内陆冰盖的开口,就好像巨大水池的狭窄出口,它们将冰盖中积存了上万年的冰放出去。
与最厚处达到3.4千米的冰盖相比,最厚的冰川大概能达到900米,随着它们离海越来越近,厚度也在迅速降低,最后薄到大约10米。它们在往外流动 的过程中变得越来越薄,是因为与水接触以后融化最快——这一点在科学上其实是一项相当晚近的发现。在1990年代,科学家并不知道漂着的冰川的底部的融化 是多么重要,而现在他们已经完全不会忽视这个方面。
实际上,表面融化和底部融化都是重要的。虽然底部融化的速度要快得多,但表面融化之所以重要,是因为冰盖上有很大的面积都在进行表面融化。如果融化的水流进一条裂缝,那它就很可能把冰分开,一直钻到冰底下去。

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