9778818威尼斯官网:将南极活动保持在玩命低的水

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报讯(记者李佳实习生朱圣琛)16日,长江日报记者从中科院武汉测地所获悉,该所沈强团队近期建立了全南极迄今最高分辨率的冰川流速分布图,并首次发现,东南极冰盖正加速消融。

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NASA瞄准格陵兰 将探测冰川与峡湾间相互作用

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武汉测地所“影像大地测量与地球表面过程”学科组成员沈强副研究员介绍,14000公里外发生的事,与人类息息相关。南极冰盖是地球上面积最大的冰盖,总体积达2450万立方千米,占世界淡水总量的70%,一旦消融能使全球海平面上升60米。近年来在西南极和南极半岛发现的冰川物质加速消融,进一步加剧了南极冰盖不稳定的风险。全球科学家必须连续、精确监测南极冰盖变化,遥感技术成为重要手段。

中国南极中山站附近的冰山群。 孙波摄/光明图片

“MV海角竞赛”号 图片来源:Maria Stenzel/UCI

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南极是地球上最后一块净土,人们称之为第七大陆,是最后一个被人类发现的大陆。整个南极被厚厚的冰盖覆盖,占世界上冰储量的90%,同时也蕴含了世界上70%的淡水资源。由于人类活动影响,南极冰川正加速融化。假如地球上所有的冰川都融化了,对人类会有何影响?地球又会变成什么样子?

在武汉能“看见”上万公里外的南极,靠的是免费的美国NASA陆地卫星,但要“看清”,就得靠各国影像处理专家各显神通了。

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当退役的拖网渔船“MV海角竞赛”号在本周沿着格陵兰岛西海岸出发时,它收获的将是一个科学承诺——改善有关这座被冰原覆盖的岛屿在一个逐渐变暖的世界将面临何种命运的预测。这艘船的巡航标志着一个为期6年的海空项目初始阶段的开端——该项目旨在探索格陵兰冰川与“终结”其的深而窄的峡湾之间的相互作用。

“MV海角竞赛”号 图片来源:Maria Stenzel/UCI

地球表面积约5.1亿平方千米,陆地面积1.49亿平方千米,约占29%;海洋面积3.61亿平方千米,约占71%,因此素有三分陆地七分水的说法。

沈强团队获取了超万幅该卫星影像和卫星测高资料,创新数据处理方法和质量控制技术,建立了全南极迄今为止最高分辨率的冰川流速分布图,分辨率较NASA同类型图更高,可达100m,这对于拥有1400万平方公里的南极大陆,已是目前最高分辨率。该团队发现,2008年到2015年间,整个南极冰盖仍在继续加速消融,2015年,冰川物质消融量较2008年增加了54%。冰盖消融直接贡献了全球海平面0.6毫米的上升量,相当于6个175米水位三峡库容(三峡库容393亿立方米)。“但更惊人的发现还在后头”。

中国“雪龙号”科考船在罗斯海。孙波摄/光明图片

这项由美国宇航局发起的名为“海洋融化格陵兰”的项目斥资3000万美元,它将帮助科学家预测格陵兰冰盖的未来,后者拥有足够将海平面抬升约6米的水量,并且作为对逐渐升高的气温的响应,格陵兰冰盖似乎已经加快了融化的速度。然而科学家还不清楚海洋会对沿着岛屿边缘的冰盖融化产生多大的影响,这主要取决于一些对其认识还很有限的变量,例如温度、海水与冰川之间的相互作用。

本报讯 当退役的拖网渔船“MV海角竞赛”号在本周沿着格陵兰岛西海岸出发时,它收获的将是一个科学承诺——改善有关这座被冰原覆盖的岛屿在一个逐渐变暖的世界将面临何种命运的预测。这艘船的巡航标志着一个为期6年的海空项目初始阶段的开端——该项目旨在探索格陵兰冰川与“终结”其的深而窄的峡湾之间的相互作用。

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沈强介绍,南极冰盖,东南极面积较大,西南极较小。长期以来,气候学家认为东南极受全球气候变化的影响较小。但有科学家用计算机模型预警,人们可能“高估”了东南极冰盖,那里的威尔克斯冰下盆地就像一个倾斜的瓶子,一旦位于沿海地区的“冰塞子”融化,瓶中的冰会大量流出,海平面将上升三至四米,纽约、东京、孟买等沿海城市有被淹的风险。也有科学家说南极冰盖不减反增。莫衷一是,但没人真正“看见”。

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OMG项目负责人、加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室海洋学家Joshua Willis表示:“它应该是对于我们模拟这里的冰损失的知识与能力的一个强有力约束。”

这项由美国宇航局发起的名为“海洋融化格陵兰”的项目斥资3000万美元,它将帮助科学家预测格陵兰冰盖的未来,后者拥有足够将海平面抬升约6米的水量,并且作为对逐渐升高的气温的响应,格陵兰冰盖似乎已经加快了融化的速度。然而科学家还不清楚海洋会对沿着岛屿边缘的冰盖融化产生多大的影响,这主要取决于一些对其认识还很有限的变量,例如温度、海水与冰川之间的相互作用。

南北半球水陆面积。图片源于网络

通过高分辨率的冰川流速分布图,武汉科学家在全球首次“看清”,东南极威尔克斯地的确存在广泛的冰川加速消融,在7年期间,冰川物质消融速度相当于我国50年获得的降水资源量,温暖的海水入侵可能是导致这一结果的主要原因。

中国南极长城站全貌。孙波摄/光明图片

新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室冰建模人员William Lipscomb指出,当谈到模拟冰川动力学,现有的全球气候模型往往只考虑冰与大气的相互作用。他正在尝试在美国能源部开发的一个气候模型中加入南极洲的冰与海洋的相互作用。然而在格陵兰岛,杂乱曲折的海岸线让实现这一想法变得更为复杂。

OMG项目负责人、加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室海洋学家Joshua Willis表示:“它应该是对于我们模拟这里的冰损失的知识与能力的一个强有力约束。”

尽管地球水量丰富,然而淡水资源却很少。因为97.5%的水是咸水,另外2.5%才是淡水。不过,大部分淡水都是以冰川固态水的形态出现,其中南极冰川就占全球总淡水的70%,占陆地总淡水的90%。

“从量上看,东南极海洋性冰盖是西南极的5倍,冰体总量相当于引起海平面上升多达28米”,沈强说,对于沿海那些海拔较低的城市来说,这足以是毁灭性的打击。中国科学家首次拿出了可量化的观测数据,向全球预警该区域的不稳定性风险。

编者按

能源部打算在两年的时间里为加利福尼亚州蒙特利市海军研究生院的研究人员提供466000美元,用于构建一个精细模型,从而将格陵兰冰盖与岛屿周围的海洋联系起来。OMG的数据将有助于验证该模型。该项目主管Frank Giraldo这样表示。

新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室冰建模人员William Lipscomb指出,当谈到模拟冰川动力学,现有的全球气候模型往往只考虑冰与大气的相互作用。他正在尝试在美国能源部开发的一个气候模型中加入南极洲的冰与海洋的相互作用。然而在格陵兰岛,杂乱曲折的海岸线让实现这一想法变得更为复杂。

南极大陆被一层厚厚的冰块所覆盖,平均厚度可达2000~2500米,最大厚度高达4000多米,在距今500万年前就达到目前的规模。

据了解,该研究受国家自然科学基金支持,相关论文近日在在线发表。

日前,第40届南极条约协商会议“我们的南极:保护与利用”特别会议在中国举行,为各方非正式交流南极治理中的重大问题提供了平台。中国是南极条约体系的坚定维护者,一直致力于维护南极的和平利用。作为中国徒步横穿南极大陆的第一人,中国科学院院士秦大河多次到南极进行科学考察,他也应邀参加了第40届南极条约协商会议并做报告,本期请他来谈谈南极的科学考察。

参与OMG项目的加利福尼亚大学欧文分校冰川学家Eric Rignot强调了这些详细数据的重要性。利用来自西格陵兰的声呐数据,Rignot的研究团队发现现有地图将3个峡湾的深度低估了几百米。研究人员还发现,冰川运动在这3个峡湾比之前预想得延展得更深,远到足以越过地表淡水到达来自大西洋的一个温暖的含盐层流。科学家认为,该层流能够加速冰川融化进而为海平面抬升产生更大影响。

能源部打算在两年的时间里为加利福尼亚州蒙特利市海军研究生院的研究人员提供466000美元,用于构建一个精细模型,从而将格陵兰冰盖与岛屿周围的海洋联系起来。OMG的数据将有助于验证该模型。该项目主管Frank Giraldo这样表示。

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南极地区是一座天然实验室

Rignot说:“有了OMG,我们将能够揭示这些峡湾深处的情况。”

参与OMG项目的加利福尼亚大学欧文分校冰川学家Eric Rignot强调了这些详细数据的重要性。利用来自西格陵兰的声呐数据,Rignot的研究团队发现现有地图将3个峡湾的深度低估了几百米。研究人员还发现,冰川运动在这3个峡湾比之前预想得延展得更深,远到足以越过地表淡水到达来自大西洋的一个温暖的含盐层流。科学家认为,该层流能够加速冰川融化进而为海平面抬升产生更大影响。

南极大陆。图片源于网络

9778818威尼斯官网:将南极活动保持在玩命低的水平,假设冰川全体融化。南极地区包括南极大陆、周围岛屿以及南极辐合带以南的海域。南极大陆面积约1400万平方千米,约占全球陆地面积的10%。通常所说的“南极”广义上指南极地区,狭义上则仅指南极大陆。

该项目还将提供有关冰川物理特征的有价值的信息。去年12月,纽约州布法罗大学地球物理学家Beata Csatho及其同事报告说,他们使用表面高度数据估算了1993年至2012年间格陵兰冰川损失的冰量。Csatho表示,这些数据在格陵兰岛内部是相当准确的,但沿着其边缘的测量则非常困难——这里的冰往往更暖、更厚且到处是缝隙。她说:“搞清这些冰川的质量仍然是一个挑战。”

Rignot说:“有了OMG,我们将能够揭示这些峡湾深处的情况。”

南极之所以被厚厚的冰盖覆盖,主要是因为南极气温低。历史上测得的南极最低温可达零下90多度,这一记录是由一名挪威科学家于1967年测得的。

南极冰盖是由降雪不断堆积形成的,是地球表面最大的冰川和淡水资源,冰盖上许多地点冰体厚度超过4000米,平均厚度约2450米,冰储量占全球冰川的90%,占全球淡水总量的70%左右。据估算,南极冰盖全部融化将使全球海平面上升约60米。南极冰盖底部地形复杂,有河流、湖泊,我们对其动态、水质、水生生物知之甚少,水体对冰盖流动的影响也不清楚;约占南极冰盖面积10%的冰体流动到海洋,形成漂浮的冰架,冰架断裂形成冰山。每年南极海冰的范围在300万平方千米到1800万平方千米之间波动。冰盖、冰架、冰山、海冰组成的南极冰冻圈,其资源、环境和气候效应极为重大!

然而当OMG的空中测量阶段在明年开始后,飞机将从海岸飞往内陆,测量引力牵引的微弱变化,以便绘制水与冰下方的低分辨率地形图。飞机还将对峡湾及沿海水域的温度及盐度进行探测,在5年的时间里用雷达跟踪沿岸大规模的冰川消失情况。根据新的地形学及海洋学数据分析冰损失将帮助研究人员确定更深的盐水在哪里以及何种程度影响冰川。

该项目还将提供有关冰川物理特征的有价值的信息。去年12月,纽约州布法罗大学地球物理学家Beata Csatho及其同事报告说,他们使用表面高度数据估算了1993年至2012年间格陵兰冰川损失的冰量。Csatho表示,这些数据在格陵兰岛内部是相当准确的,但沿着其边缘的测量则非常困难——这里的冰往往更暖、更厚且到处是缝隙。她说:“搞清这些冰川的质量仍然是一个挑战。”

尽管南极拥有世界上最大的淡水资源,但是科学家发现它正加速融化。据美国科学院院报最新数据显示,在1979年至2017年的38年间,南极冰川年损失量增加了六倍。

南大洋不仅仅是捕鱼和捕捞磷虾的场所,而且是地球系统中的重要一环。南大洋连接全球海洋,其冷水驱动了全球大洋环流系统,将大气中的热量和二氧化碳输送到深海,调节和改变全球气候。同时,表层海水溶解人类排放的二氧化碳,使南大洋表层海水酸化,影响着南大洋生态系统。

Lipscomb表示,所有这些OMG数据将有助于建模人员在其模型中整合海—冰的相互作用。他说,这一项目还仅处于其早期阶段,“但它所获得的数据恰恰是我们最需要的”。

然而当OMG的空中测量阶段在明年开始后,飞机将从海岸飞往内陆,测量引力牵引的微弱变化,以便绘制水与冰下方的低分辨率地形图。飞机还将对峡湾及沿海水域的温度及盐度进行探测,在5年的时间里用雷达跟踪沿岸大规模的冰川消失情况。根据新的地形学及海洋学数据分析冰损失将帮助研究人员确定更深的盐水在哪里以及何种程度影响冰川。

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揭示南极洲的地质历史,需要了解南极大陆地壳和地幔的结构及其如何影响这块超级大陆的形成和漂移;研究表明,南极洲的生命进化、延续和多样性研究有了一些新认识;干燥、低温和稳定的大气层使南极成为天文学家观测空间和宇宙最理想的地点;此外,南极冰下湖泊可以模拟木星及其卫星的自然条件,已经收集到的陨石则提供了太阳系形成、演化的重要信息;有些冰下湖可能自千万年前形成后一直封闭在巨厚冰层之下,其蕴藏的生物信息有着极为重要的生命科学价值。

9778818威尼斯官网:将南极活动保持在玩命低的水平,假设冰川全体融化。格陵兰岛位于北美洲的东北部,在北冰洋和大西洋之间,全岛面积为216.6万平方千米,海岸线全长3.5万多千米,是世界上最大的岛屿,比西欧加上中欧的面积总和还要大一些,因此也有人称之为格陵兰次大陆。格陵兰岛既是地球上最大的岛屿,也是大部分面积被冰雪覆盖的岛屿。格陵兰岛的大陆冰川的面积达181.3万平方千米,其冰层平均厚度达到2300米,与南极大陆冰盖的平均厚度差不多。格陵兰岛所含有的冰雪总量为300万立方千米,占全球淡水总量的5.4%。

Lipscomb表示,所有这些OMG数据将有助于建模人员在其模型中整合海—冰的相互作用。他说,这一项目还仅处于其早期阶段,“但它所获得的数据恰恰是我们最需要的”。

加速融化的南极大陆。图片源于网络

所以,南极地区是一座天然实验室,是科学研究的圣地,许多未解之谜有待探索。

格陵兰岛位于北美洲的东北部,在北冰洋和大西洋之间,全岛面积为216.6万平方千米,海岸线全长3.5万多千米,是世界上最大的岛屿,比西欧加上中欧的面积总和还要大一些,因此也有人称之为格陵兰次大陆。格陵兰岛既是地球上最大的岛屿,也是大部分面积被冰雪覆盖的岛屿。格陵兰岛的大陆冰川的面积达181.3万平方千米,其冰层平均厚度达到2300米,与南极大陆冰盖的平均厚度差不多。格陵兰岛所含有的冰雪总量为300万立方千米,占全球淡水总量的5.4%。

冰川融化导致的直接后果就是使海平面上升。PNAS的数据显示,过去的几十年里,由于冰川融化导致海平面上升了13mm。

中国实践了南极条约,一直在和平利用南极

《中国科学报》 (2015-07-30 第2版 国际)

美国科学家Eric Rignot表示,如果南极冰盖继续加速融化,预计未来几个世纪全球海平面将升高数米之多。

1959年12月1日签署的南极条约,是南极考察历史和国际南极事务中的一个里程碑事件。南极条约涉及南极复合带以南的所有地区,面积达6500多万平方公里,包括了海洋、海冰、岛屿、陆地和冰盖,以及大气圈和高层大气。南极条约规定,南极洲仅用于和平目的,促进南极地区科学考察自由,促进国际合作科学考察。目前,有四十多个国家签署了该条约。

南极大陆正在加速融化,这已是不争的事实。全球变暖和臭氧层空洞,将导致更多的热量涌向南极,严重破坏南极生态系统。

中国的南极考察始于1984年,在国家南极考察委员会武衡主任领导下,中国开始派遣南极考察队,之后有了“极地号”南极运输船,成立了研究机构,开展南极科考和研究。1985年10月7日,中国成为南极条约协商国成员。

假如地球上所有冰川全部融化,海平面将升高66米,这将使各大洲的沿海地区遭受灭顶之灾。亚洲的辽东半岛、华北华东大部分、江浙一带以及孟加拉国几乎全部被海水淹没;欧洲的伦敦、威尼斯、荷兰、丹麦将沉入海底;澳大利亚将出现内陆湖。

1984年中国在南极洲乔治王岛建成长城站后,又建成了中山站、昆仑站和泰山站等4个南极科学考察站,并有极地破冰船“雪龙号”担负运输重任。今年1月8日,中国首架极地固定翼飞机“雪鹰601”成功降落在南极冰盖之巅冰穹A。迄今,中国已连续派出了33次南极科学考察队。加上卫星遥感和信息系统的支撑,中国南极科学考察进入了“空天陆海”立体化协同考察的新时代。

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这个过程中国人走了33年,是成功实践南极条约“促进国际合作科学考察”精神的硕果,中国一直在和平利用南极。

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南极的科学研究需要增强国际合作

美国国家地理描绘的海平面上升假想图

目前,全球正在发生变化,南极冰盖消融加快、海冰退缩、冰架崩溃、洋流变化、渔业资源锐减,臭氧层恢复,等等,对全球能量平衡、大气环流、水循环、大洋环流、海平面变化和南大洋生态系统和生物多样性,人类社会发展等,都有很大影响。

冰川的融化,除了导致海平面上升,改变大陆版图,也会导致被埋藏在冰盖中几百年甚至几万年的微生物被暴露出来,对人类和生态系统产生无法预估的后果。

南极研究关系到全球、全人类福祉,研究工作需要在南极条约框架下协同行动。这就要求人类要保护好南极自然环境,使之不受人类活动的污染,让科学家自由地利用南极这个平台,探索大自然的未解之谜。

此外,冰川融化,北极熊、企鹅、海豹等动物将失去生存所需的环境,最终将导致它们从地球上灭绝。

要完成这些任务,需要增强南极研究的国际合作,加强各国之间的沟通;需要稳定的经费支持、稳定的科学家和工程师队伍以及新技术的应用;需要加强对南极地区的保护和利用。为此,提出以下三点建议:

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坚持南极条约体系。南极洲仅用于和平目的,促进在南极洲地区进行科学考察的自由,促进科学考察中的国际合作和交流。

南极的企鹅。图片源于网络

将在南极的活动保持在尽可能低的程度,以利于环境保护和科学研究。如南极观光旅游还在发展,为保护南极环境,建议通过国际协商,采取“设立上限、建保护区、规定路线、规范行为”等方式加以约束。为保护南大洋生态系统,对生物捕捞等活动,应有制约机制。又比如,随着对南极冰盖冰下科学的好奇心增大,国际科学界应采取联合攻关、探测和取样,防止冰下水环境遭遇污染的风险。

保护地球、爱护环境,每个人都将责无旁贷。

加大南极科学和环保的科普宣传和教育,将气候变化、南极研究和对人类社会的影响联系起来,唤起人们“热爱南极、保护地球”的热情。

声明:素材来源于Mr Scientific(Bringing people closer to science!),部分文字整理自网络,特此鸣谢!

翻译:魔力科学小实验

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