我们总是很容易忽视南极冰盖的巨大规模。在南极的许多地方,巍峨的山脉被厚厚的冰川覆盖,冰层下是一片广袤无垠的陆地——大小几乎是美国与墨西哥的总和。虽然南极或许是地球上最“偏远”的地区之一,但它的变化却能对地球和人类产生巨大的影响。如果这些冰川像很久以前那样全部融化,那么全球的海平面将上升58米。
尽管发生这种情况的可能性并不大,然而面对庞大的南极洲,哪怕只是小部分的冰川融化,也足以将居住在沿海地带的数亿人群淹没于汪洋大海。
当极端天气恰好遇上涨潮时期,地处低洼地带的城市就会遭遇洪水的威胁。虽说这仍属少数情况,但这种事件的发生频率在逐年提升,随着全球海平面的上升,这种现象会变得越来越普遍。在接下来的几十年中,由于冰川融化导致的海平面上升,以及海洋变暖而出现的膨胀将给全球社会和经济带来压力。因此,更好的理解由南极冰川融化而导致的海平面上升,以及它将在未来产生的进一步影响,对我们应对气候变化至关重要。
要进行这一类研究,没有卫星的帮助是无法完成的。南极洲是一片宽广的陆地,距离我们也非常遥远,卫星是我们对大陆尺度的行为进行监测的唯一手段。人造卫星让科学家能通过地球重力场的变化对冰的高度、速度和质量的变化进行监测。每颗卫星能都以其独有的视角,测量南极洲在过去为海平面上升所作出的“贡献”。
IMBIE(冰盖物质平衡相互比较研究)是一项国际合作的计划:来自44个组织、84名极地科学家(包括我们二人在内)共同组成了一支科研团队,协力完成一份对地球极地冰盖损失的全球记录。最新的评估在6月13日发表于《自然》杂志,我们使用了11个不同卫星,跟踪记录了自20世纪90年代初以来,因南极洲的冰川融化而导致的海平面上升的数据。
我们发现,自1992年以来,南极洲已经损失了27200亿吨冰,全球海平面上升了7.6毫米。而最值得关注的是,几乎有一半的冰雪消融发生在过去5年。现在,南极洲使得海平面以每年0.6毫米的速率上升,比过去25年来的任何时候都快。大部分冰川损失来自西部的南极洲。在阿蒙森海湾,上升的海洋温度导致浮动冰架减少,从而减缓了松岛冰川和斯威特冰川的流动,加速了冰川的融化。
从1992年到2017年,我们观察到南极西部地区的冰雪损失率从原来的每年530亿吨增加到了1590亿吨。在南极半岛,拉森B冰架和威尔金斯冰架在21世纪初的崩塌导致了相似的后果——当地冰川流入海洋的速度突然加快。
这些新的知识将有助于我们更好地预测海平面的上升。2014年,政府间气候变化专门委员会发布了第五份评估报告,其中就包括对南极在本世纪造成的海平面上升的模拟推测。
通过将新测得的海平面上升结果映射到之前的推测之上,我们发现上一次(测量至2012年的冰损)所测得的南极对海平面的“贡献”评估,与IPCC的最低推测相符。鉴于在过去5年间观测到的冰损加速,我们发现现在南极所导致的海平面上升与IPCC的最高推测相符。到2100年,仅因南极洲导致的全球海平面上升高度就能达到15厘米。
我们一直在怀疑地球气候的变化会影响极地的冰盖。
在过去25年里,南极冰川消融的快速增长以及随之而来的海平面上升,是气候变化的一个明确标志。按照《巴黎协定》的规定,到2100年,我们需要将全球变暖的幅度限制在2℃以内,但这看起来已经越来越不可能实现。我们仍无法确定,由于全球变暖导致的南极洲冰川将以怎样的速率消失。而比以往任何时候都更加重要的是,我们要继续用卫星对南极洲进行监测,以便做好准备迎接即将面对的巨大挑战。