冰川剖面:冰川在薄冰上吗?

阿拉斯加的约翰霍普金斯冰川是潮汐冰川。
阿拉斯加的约翰霍普金斯冰川是潮汐冰川。Jaymi Heimbuch

如果淡水是钱,那么冰川就是纯金。它们包含了地球上75%的无盐水供应,将其隐藏在偏远的山顶和冰原上,同时以河流、湖泊和其他流动资产的形式缓慢分配。

数千年来,地球上的人们开始依赖这种水源,但在过去的几十年里,地球上的大多数冰川开始以人类历史上前所未有的速度融化。科学家们普遍将这种趋势归咎于气候变化,许多人警告说,如果气温持续上升太久,这只是冰山一角,因为融化的冰川会导致海平面上升,从而减少太阳热量反射回太空。

然而,在这种紧迫性之下,有一个转折点:虽然大多数冰川正在快速消退,但一些冰川是稳定的,少数冰川甚至正在增长。对全球变暖持怀疑态度的人经常将此作为冰川融化被夸大的证据,上周他们中的许多人抓住了似乎支持他们观点的新闻:一个联合国气候专家小组承认,他们严重低估了喜马拉雅冰川融化所需的时间,他们2007年预测到2035年喜马拉雅山可能不会有冰川,对此收回并道歉。

这起被称为“冰川门”的丑闻发生在去年秋天的“气候门”事件、12月哥本哈根气候峰会的外交失败以及导致一些气候怀疑论者鼓吹全球开始降温的寒冷美国冬天之后。气候科学家的数据、结论和可信度越来越受到怀疑,但联合国最负盛名的气候专家机构犯下的这一重大错误不可避免地提出了一个问题:气候变化真的会导致全球冰川融化吗?

韦尔斯利冰川

使冰

冰川当大量的雪无处可去时,就会发生这种情况,只是堆积多年,直到被自己的重量压碎。这一过程可能需要五到三千年的时间,取决于位置,它挤压了白色冰中通常存在的所有气泡,产生了更坚固、密度更大的蓝色冰川冰。随着雪在冰川聚集的区域不断下降,它的冰开始了一个漫长而缓慢的移动,无论重力和内部压力把它带到哪里。

由于冰川的前进或后退取决于长期的天气趋势——需要持续的降雪来增长,持续的寒冷来保持坚固——它们一直在悄悄地保持区域性气候记录从他们出生那天起。美国地质调查局冰川学家Bruce Molnia说,科学家可以追溯冰川的发展过程,了解人类存在之前地球是什么样子,而冰川与气候的密切联系也使冰川对研究现在发生的事情非常有用。

“冰川是由冰冻的水组成的,所以如果温度升高,冰川就会缩小,”他说。“冰川几乎完全是一种应对气候变化的商品。”

他补充说,为了了解他们的反应,了解他们是如何工作的很有帮助。

Molnia说:“我们已经看到一些冰川发生了灾难性的变化,但在某些情况下,由于有利于降水的当地条件,冰川正在前进。”“有些人指着这一点说,‘看吧,全球变暖不是真的。’但地球系统是复杂的,如果你预计每上升一度就会看到地球上的所有冰川融化,你就错过了大局。”

南极冰盖

冰川的多样性

最大的冰川是被称为“冰原”的巨大板块,它可以将整个大陆埋在一英里以下的蓝冰之下。在历史上,它们至少覆盖了地球一次,这一事件被称为“雪球地球——最近,它们在更新世冰河时代深入北美和欧亚大陆,向南最远到达纽约和哥本哈根。尽管被称为“冰冠”和“冰原”的小型冰原仍然分散在北极圈周围,唯一真正存在的冰原是在南极洲(见上图)和格陵兰岛。加在一起,他们拥有更多99%地球上所有冰冻淡水中的一种。

今天的大多数冰川都比这些巨大的冰原更小更瘦,它们从雪山顶上降下来,穿过山脊和山谷,向低地倾斜,在那里,它们的融水通常会形成湖泊和溪流。它们可以从高海拔的发源地延伸数英里,有时从山谷溢出到平原(“山麓冰川”)或将冰山倾倒入海洋(“崩解冰川”)。另一些冰川则是静止不动的,只是简单地填满碗状的盆(“冰斗冰川”),或者摇摇晃晃地紧贴在陡峭的墙上(“悬冰川”)。

各种Molnia解释说,大小、类型和位置的不同是一些冰川健康而其他冰川不健康的主要原因。

“在低海拔地区,它们正在迅速萎缩,但在高海拔地区,天气非常寒冷,我们几乎看不到或根本看不到影响,”他说。“你走得越高,你看到的变化就越少。”

然而,即使冰川一直延伸到海洋,温暖的沿海水域也不一定会阻碍它的生长。除非海平面的温度在很长一段时间内上升得太高,否则山上持续的降雪通常可以抵消在较低高度发生的融化。同样,南极和格陵兰冰盖的中心受到气候变化的严重影响,但温暖的海水会产生“小气候”,加速冰盖边缘的融化。这种净增长和净融化之间的拉锯战被称为“物质平衡”(见上图),每年可以通过计算来确定冰川的健康状况。正的质量平衡表示增长,负的意味着后退。

Molnia说:“冰原海拔越低,冰川受影响的时间段就越可怕。”。“海平面上有许多健康的冰川,它们从高海拔地区得到营养。”

正是这种高度优势帮助许多喜马拉雅冰川生长,还有阿拉斯加、安第斯山脉、阿尔卑斯山脉和世界其他山脉的冰川。由于“冰川”沉降物助长了批评人士,他们认为冰川融化的威胁被夸大了,Molnia说,至少在喜马拉雅山,他们是对的。

“我的答案是,喜马拉雅冰川可能永远不会消失,”他说。“要使这些海拔高度的气温降低到足够低的程度,需要几个世纪的气候变化。”

打破僵局

在过去的一周,许多科学家也表达了同样的观点,他们经常听起来很困惑,为什么联合国美国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,简称ipcc)在其具有里程碑意义的2007年报告中做出了如此不切实际的预测。据报道,2035年的预测来自出版的材料2005年,世界自然基金会(WWF)发起了这一倡议,这显然打破了IPCC只使用同行评议科学的政策。据一些报道,世界自然基金会此前曾将其从1999年文章在里面《新科学家》该杂志本身可能错误地引用了一位印度科学家的话。另一种可能性是,它是根据一位俄罗斯科学家1996年的预测转换而来的,即喜马拉雅冰川(从美国宇航局卫星的右图可以看到)可能会在2015年融化2350这是一个比2035年更合理的时间框架。

一些对气候变化持怀疑态度的人指责政府间气候变化专门委员会的科学家们故意将错误的预测包括在内,但莫尔尼亚表示,他现在会让他们相信这种怀疑是有益的。他说:“当你整理一份800页的报告时,你可能会犯错误。”他补充说,不管发生了什么,它对改变地球冰川的整体状态几乎没有作用。

莫尔尼亚说:“无论是故意的,还是对数据的糟糕管理或其他原因,任何寻找任何理由抛弃科学证据的人只会把这作为他们的钉板,在那里他们可以说,‘看,科学正在被操纵。’”“在一些冰川中有很多矛盾的信息,但如果你看看所有的研究,所有经过同行评审的优秀科学,气候变化正在影响冰川退缩的证据是清楚的。”

对全世界大约16万个冰川进行集体研究是令人生畏的,但由于许多冰川都集中在类似的气候中,科学家可以密切关注少数代表其环境的“参考冰川”。的世界冰川监测局追踪30个这样的参考冰川,并在其最新分析根据2007年至2008年的数据,该国际组织报告说,这30座冰川平均损失了469毫米的水当量(mmWE),其中以法国阿尔卑斯山的萨伦冰川(Sarennes Glacier)为首,在2007年至2008年的冰川年损失了2340毫米的水当量。

WGMS的研究表明:“新的数据延续了过去几十年全球冰川大量流失的趋势。”自1980年以来,参考冰川的水当量厚度平均减少了12米。

大多数美国冰川位于阿拉斯加,但也存在于加利福尼亚、科罗拉多、爱达荷、蒙大拿、内华达、俄勒冈州、华盛顿和怀俄明州。美国地质调查局监视了三个卫星,以监视所有的卫星基准冰川阿拉斯加的Gulkana和Wolverine,以及华盛顿州的South Cascade(左图)。这三个都是总体下降从20世纪中期开始,并在过去十年中开始迅速融化。莫尔尼亚说,尽管阿拉斯加有几个9800英尺以上的健康冰川,但大多数位于低海拔地区的冰川正在退缩,美国本土48个州的冰川几乎都在退缩。他说,在世界各地的温带地区,冰川在过去100年里减少了大约50%。所有这些都大致对应全球气温上升,世界各地的科学组织都有记录。

但Molnia补充说,虽然气温不可否认在上升,冰川不可否认在融化,但厨房里并非只有人类在做饭——这可能会导致困惑。

“我们有自然变化加上温室气体的增加,很难区分两者,”他说。“这是我关注的问题之一,很明显气温正在变暖,但我们无法判断有多少融化是由自然原因造成的。因此我不能否认温室气体起了作用,但我不能说这是5%还是95%。我没有这种能力。没有人有这种能力。”

影像学分

韦尔斯利冰川:美国地质调查局

南极冰盖:Ben Holt Sr./GRACE/NASA

质量平衡说明:美国地质调查局

来自高空的喜马拉雅冰川:美国宇航局

南喀斯喀特冰川:美国地质勘探局

“冰川力量”视频:国家地理