冰川冰流失的剖析：冰川比冰块复杂得多

美国国家航空航天局（NASA）的科学家们穿越南极洲的冰冷景观，拖着科学仪器和寒冷天气的装备。该小组的任务是收集地面数据，以验证IceSat-2卫星进行的测量的准确性。

气候变暖给格陵兰和南极冰川造成了巨大的损失，使它们从地表的上方和下方融化。它们融化得越多，海平面就会上升。

当冰块暴露于热源（如温水或空气）中时，冰块会融化。因此，气候变暖导致我们的冰川和冰盖融化也就不足为奇了。但是，仅仅预测冰川和冰盖将融化多少以及海平面上升的关键速度有多快，并不是那么简单。

冰川和冰盖的结构比冰块复杂得多。积雪在多年积聚时形成，并被新积雪压缩成冰。随着它们的生长，它们开始在自重的压力下缓慢移动，将较小的岩石和碎片随它们一起拖曳到整个土地上。像南极洲和格陵兰那样，覆盖大面积陆地的冰川冰被认为是冰盖。

格陵兰岛和南极洲是世界上大部分冰川冰的发源地，其中包括仅有的两个冰原，这使它们成为科学家特别感兴趣的领域。结合起来，这两个地区还含有足够的冰，如果将其全部融化，将使海平面升高近215英尺（65米），这使得对它们的研究和理解不仅很有趣，而且对我们近距离的开发至关重要。长期适应能力和我们在瞬息万变的世界中的长期生存。

导致冰川和冰盖失去质量的过程也更加复杂。当冰块暴露在周围（温暖）的空气中时，其表面会融化。尽管肯定有温暖的空气融化了冰川和冰盖的表面，但它们还受到其他因素的极大影响，包括它们周围的海水，它们所经过的地形（陆地和海洋），甚至它们自己的融化水。

格陵兰岛和南极洲是世界上大部分冰川冰的发源地，其中只有两个冰原。这些厚厚的冰块（分别约10,000英尺（3,000米）和15,000英尺（4,500米）厚）包含地球上存储的大部分淡水，这使科学家特别感兴趣。结合起来，这两个地区还含有足够的冰块，如果将其全部融化，将使海平面上升近215英尺（65米），这使得对它们的研究和理解不仅很有趣，而且对我们附近地区至关重要。长期适应能力和我们在瞬息万变的世界中的长期生存。

格陵兰的冰川损失

当降落并积聚在其表面（积聚区）的积雪量等于通过融化，蒸发，产犊和其他过程流失的冰量时，冰川便被视为“平衡”。

但是，随着北极地区年气温的上升速度快于世界其他任何地方，这种平衡在格陵兰已无法实现。岛上的潮水冰川周围较温暖的海水也有问题。

美国宇航局海洋融格陵兰（OMG）的首席研究员乔希·威利斯（Josh Willis）说：“这基本上就像是将吹风机对准冰块，而冰块也坐在温暖的水罐中。”该地区融化的冰上的海水温度。“冰川同时被上方和下方的热量融化。”

尽管温暖的空气和温暖的水会缓慢地融化，但冰川融化的水与温暖的海水之间的相互作用也起着重要的作用。

当夏季温暖的空气融化冰川表面时，融化水会在冰上钻洞。它一直向下到达冰川的底部，在冰和冰川床之间运行，最终在冰川底部的羽流中射出并进入周围的海洋。融水羽流比周围的海水轻，因为它不含盐。因此它上升到地表，在此过程中向上混合温暖的海水。然后，温水在冰川底部摩擦，导致更多的冰川融化。这通常会导致在冰川的前端或末端流产-冰裂并破裂成大块冰（冰山）。

当夏季温暖的空气融化冰川表面时，融化水会在冰上钻洞。它一直向下到达冰川的底部，在冰和冰川床之间运行，最终在冰川底部的羽流中射出并进入周围的海洋。

融水羽流比周围的海水轻，因为它不含盐。因此它上升到地表，在此过程中向上混合温暖的海水。然后，温水在冰川底部摩擦，导致更多的冰川融化。这通常会导致冰川的前端（或终点）产犊–冰裂并破裂成大块冰（冰山）。

该图显示了作为美国国家航空航天局（NASA）的海洋融化格陵兰（OMG）任务的一部分而绘制的格陵兰西北部沿海海床区域。这个为期五年的Earth Ventures次轨道飞行任务将测试格陵兰岛海洋变暖与冰流失之间的联系。此处显示的数据将用于了解热水到达冰川边缘的途径。水面上的彩色覆盖层表示海床的深度，深蓝色表示深度超过1000米。右上角显示了一条深沟，向康奈尔冰川的南部和西部延伸。

格陵兰岛周围海床的复杂形状影响了这种热水融化的可能性。它在某些区域提供了屏障–阻止了来自大西洋的深层温暖的水到达冰川前沿。但是，水下地形与水上地形非常相似，还包括深峡谷等其他特征。峡谷切入大陆架，使大西洋水域得以进入。坐在这些水域中的冰川融化的速度比温暖的水被水下山脊或窗台所阻挡的冰川融化的速度要快。

南极洲的冰川流失

在发生相似的地表和海洋融化过程的南极洲，冰原所在的地形和基岩会极大地影响冰原的稳定性及其对海平面上升的贡献。

研究人员根据冰与下面的基岩之间的关系将南极洲划分为两个区域。南极洲东部是跨南极山脉以东的地区，海拔极高，并且地球上的冰层最厚。冰盖下方的基岩也大多位于海平面以上。这些功能有助于使东侧保持相对稳定。另一方面，南极西部的海拔较低，那里的大部分冰原都较薄。与东部不同，南极洲西部的冰盖位于海平面以下的基岩上。

“在南极西部，我们将这些冰川放在水下的基岩上。像格陵兰岛一样，在寒冷的表层下面还有一层温暖的海水。因此，这种温暖的水能够流到大陆架，然后一直流到冰架下方-从冰川和冰盖延伸出来的浮冰，” NASA喷气推进实验室科学家Helene Seroussi说。“水从下面融化了冰架，这可能导致它们变薄并破裂。”

这很重要，因为冰架的作用就像软木塞。他们阻止了从上游流出的冰，减慢了它向海洋上升的速度，在海洋中海平面上升。当冰架产犊时，软木塞基本上被去除了，从而使更多的内陆冰自由流入海洋。此外，这导致接地区域的后退-区域冰层与基岩分离并开始漂浮的区域。

可视化图像显示了南极松岛冰川周围和下方的洋流流动。当水进入冰架下方时，它会从底部腐蚀冰架，使其变薄。使用“估算海洋的环流和气候”（ECCO）V3海洋环流模型，100米的“南极参考高程模型”（REMA）表面高程以及450米的床面地形和冰厚BedMachine南极洲产生了可视化效果V1数据集。地表上贴有NASA的LandSat 8卫星的场景。为了清楚起见，分别使用了高于和低于海平面的4和15的放大系数。

美国宇航局戈达德太空飞行中心和马里兰大学的ICESat-2科学家凯利·布伦特说：“接地层划定了浮冰，浮冰已经在海平面预算中占到了，而浮冰却不在预算中。”浮冰就像是漂浮在玻璃杯中的冰块。玻璃融化时不会溢出玻璃。但是，当将非浮冰添加到海洋中时，就好像在玻璃杯中添加了更多的冰块，这将导致水位上升。

南极洲西部的基岩也是反向倾斜的，这意味着它的边缘处较高，并逐渐向内陆更深处。因此，每次接地区域向内陆撤退时，较厚的冰就会暴露在海水中，而冰川或冰原就会在较深的水中接地。这使更多的冰从上游流进海洋。

布鲁特说：“在南极洲西部，这是令人担忧的，因为当我们将接地区域向后推时，向下的反向倾斜意味着实际上没有逆止器，没有任何东西可以打断这一融化和撤退的循环。”“我们在冰盖下的基岩地图不像格陵兰那样全面，部分原因是南极洲的交通远不如南极洲。因此，我们真的不知道那里是否有任何小颠簸或高峰可能有助于减慢撤退速度。”

诸如Thwaites和Pine Island的西南极冰川已经比过去更快退缩。这是有问题的，因为它们为冰从南极西部冰原进入阿蒙森海并提高海平面提供了主要途径。

总体而言，近年来，融化和冰损失在两个方面都在加速。我们越了解导致这种现象的过程和相互作用，在这里进行了一些讨论，我们就越能够准确地预测未来海平面的上升。