1月8日發(fā)表在《自然地球科學(xué)》(Nature Geoscience)雜志上的一項(xiàng)新研究表明，強(qiáng)烈的厄爾尼諾現(xiàn)象可能會(huì)在一些南極冰架上造成嚴(yán)重的冰蝕，而在拉尼娜現(xiàn)象強(qiáng)烈的時(shí)候，可能會(huì)發(fā)生相反的情況。
厄爾尼諾和拉尼娜是厄爾尼諾/南濤動(dòng)(ENSO)的兩個(gè)截然不同的階段，這是一種自然發(fā)生的現(xiàn)象，其特征是熱帶太平洋的水溫在厄爾尼諾現(xiàn)象期間周期性地振蕩，而在拉尼娜現(xiàn)象時(shí)，溫度會(huì)更低。
這項(xiàng)研究，為南極冰架如何應(yīng)對(duì)全球海洋和大氣狀況的變化提供了新的見(jiàn)解。
該研究由費(fèi)爾南多·保羅領(lǐng)導(dǎo)，保羅和他的同事們發(fā)現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)大的厄爾尼諾事件導(dǎo)致西南極洲冰架在阿蒙森海獲得表面質(zhì)量,同時(shí)從下面融化,冰從基底融化失去五倍比他們獲得的增加的降雪。該研究利用衛(wèi)星對(duì)1994年至2017年冰架高度的觀測(cè)。
保羅說(shuō):“我們首次描述了厄爾尼諾現(xiàn)象/南北極濤動(dòng)對(duì)南極西部冰架的影響。”“已經(jīng)有一些理想化的研究使用模型，甚至是一些間接的觀察，從冰架上，表明厄爾尼諾可能會(huì)顯著影響這些架子，但我們沒(méi)有實(shí)際的冰架觀測(cè)。現(xiàn)在，我們已經(jīng)在南極西部的冰架上展示了23年的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，這不僅證實(shí)了ENSO每年對(duì)它們的影響，還表明了它的作用。
厄爾尼諾在冰架上的對(duì)抗效應(yīng)——從降雪中增加質(zhì)量，但通過(guò)基礎(chǔ)融化將其帶走——最初很難從衛(wèi)星數(shù)據(jù)中解開(kāi)。“衛(wèi)星測(cè)量的是冰架的高度，而不是質(zhì)量，我們首先看到的是，在強(qiáng)厄爾尼諾現(xiàn)象期間，冰架的高度實(shí)際上增加了，”P(pán)aolo說(shuō)。“我本來(lái)希望看到整體的高度減少，但結(jié)果是身高增加了。”
經(jīng)過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，盡管強(qiáng)烈的厄爾尼諾現(xiàn)象改變了南極洲西部的風(fēng)向，使溫暖的海水流向冰架，增加了冰層的融化，但也增加了降雪，尤其是在阿蒙森海區(qū)。然后團(tuán)隊(duì)需要確定這兩種效應(yīng)的作用。大氣的質(zhì)量比海洋的質(zhì)量要高嗎?或者是相反的?
“我們發(fā)現(xiàn)海洋最終以質(zhì)量取勝。質(zhì)量的變化，而不是高度，控制了冰架和相關(guān)冰川流入海洋的方式。”P(pán)aolo說(shuō)。在強(qiáng)烈的厄爾尼諾現(xiàn)象期間，基礎(chǔ)融化所造成的大量損失超過(guò)了從雪中獲得的大量收益，但在拉尼娜事件中，情況似乎正好相反。
在整個(gè)23年的觀測(cè)期間，南極洲阿蒙森海扇區(qū)的冰架每年的高度減少了20厘米(8英寸)，總共5米(16英尺)，主要是由于海洋的融化。1997-98年劇烈的厄爾尼諾現(xiàn)象使這些冰架的高度增加了25厘米(10英寸)。然而，較輕的雪所含的水要比固體冰少得多。當(dāng)研究人員考慮到雪的密度時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)冰架融化的冰量比新表面積雪融化的冰要多5倍。
“很多人看這個(gè)冰架數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)符合一條直線,但我們看所有進(jìn)入線性符合的擺動(dòng),并試圖理解過(guò)程使它們,”弗里克說(shuō),他是保羅博士顧問(wèn)當(dāng)時(shí)研究構(gòu)想。“這些較長(zhǎng)的衛(wèi)星記錄允許我們研究正在推動(dòng)冰架發(fā)生變化的進(jìn)程，從而提高我們對(duì)擱淺冰的改變的理解，”Fricker說(shuō)。
“對(duì)ENSO氣候變化的冰架反應(yīng)可以用來(lái)指導(dǎo)全球氣候的長(zhǎng)期變化如何影響南極洲周?chē)谋埽眮?lái)自西雅圖的非營(yíng)利研究公司Earth & Space Research的海洋學(xué)家勞里·帕德曼(Laurie Padman)說(shuō)。他補(bǔ)充說(shuō):“新的數(shù)據(jù)集將允許我們檢查我們的海洋模型是否能夠正確地代表在冰架下的暖水流動(dòng)的變化。”
冰架的融化不會(huì)直接影響海平面的上升，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)在漂浮了。對(duì)于海平面上升來(lái)說(shuō)，重要的是冰從陸地到海洋的增加，然而，冰的架子阻擋了冰向海洋的流動(dòng)。
弗里克說(shuō)，了解導(dǎo)致冰架發(fā)生變化的原因，“讓我們更近距離地了解到，在冰的基礎(chǔ)上發(fā)生了什么，這將最終影響海平面上升。”“所有這些工作的圣杯都在改善海平面上升的預(yù)測(cè)，”她補(bǔ)充說(shuō)。
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