冰原是如何工作的

为了了解冰盖对地球系统的影响，有必要深入了解冰盖(实际上是任何冰川)作为一个自然自我调节实体是如何运作的。

即使在最温暖的月份，南极和格陵兰冰盖的内陆地区也太冷了，雪表面不会发生明显的融化，因此，年复一年，雪就会累积起来。如果不加以控制，堆积的雪将导致无休止的变厚，在荒谬的极限下，这将耗尽海洋的水。但雪最终会变成冰，这些冰在巨大的压力下会变形。因此，在冰原内，冰不断地从内部移动到冰川和冰流中，再将其带回海岸。最终，冰要么通过冰山崩解或者从冰川表面融化，或者直接进入海洋。

让冰盖达到明显稳定的结构的关键机制是冰川流是由重力驱动的，驱动力与冰盖表面的坡度成正比。如果积雪堆积的速度比冰流移走的速度快，冰盖就会变厚，从内陆到海岸的表面坡度就会增加，冰流的速度就会增加，这就会逆转变厚的趋势。因此，冰盖有一个内在的负反馈，一个自我调节的系统，它可以在积累和损失之间产生平衡。事实上，冰的非线性力学特性和它在河床上滑动的潜力意味着，即使是坡度的轻微变化也会对冰流速度产生巨大的影响，而冰盖在受到任何扰动后，都能以惊人的速度恢复平衡

然而，由于影响冰盖的气候变量从来都不是完全稳定的，所以没有冰盖是完全平衡的。事实上，地质记录包含了大量的证据，表明冰盖的结构随着气候的变化而发生了巨大的变化:2万年前，在末次盛冰期(LGM)前后，完整的冰盖覆盖了地球上的广大陆地。raybet雷竞技最新这些冰原不仅覆盖面积巨大，而且非常厚，它们含有足够的冰，使全球海平面比现在低120米左右。

有时有人问我，冰盖是否会融化。作为回答，我有时倾向于用积极的措辞回答，“是的，冰盖中的所有冰最终都会融化。”当然，这是不公平的，因为我们没有注意到，只要融化的冰被新的雪取代，冰盖就会保持相同的大小。这一点虽然很油嘴滑舌，但却解释了为什么冰川学家提到冰盖的增长或退缩，而很少使用记者们如此青睐的“融化”一词。

由于每年降雪的增加，冰盖花了近10万年才增长到这种规模，但随着气候变暖和融化的形成，LGM的大部分冰盖融化和海平面上升只花了1.5万年多一点的时间。raybet雷竞技最新这种冰盖损失和增长速度的不对称是地质记录的一个特征，这意味着全球海平面下降只是一个相当平稳的过程，而海平面上升可能相对较快。来自珊瑚礁的记录显示，自LGM以来，冰盖退缩的高峰期导致海平面以每世纪约4米的速度上升。

这样的海平面上升的速度听起来很戏剧性，甚至令人恐惧，但仅仅因为这样的变化速度发生在过去，我们是否应该期待未来也会出现类似的速度?尽管一些作者已经使用这种类比来推断未来海平面大幅上升的可能性[5]，但我认为这不是一个有用的类比，原因有二。首先，这些估计可能被认为过高，因为自LGM以来海平面上升速度最高的时候，世界上有更多的冰可以融化，而这些冰盖融化边缘的总长度要长得多。其次，这些估计可能被认为太低，因为海平面上升的速度发生在气候变化比未来一两个世纪的预测要慢很多倍的时候raybet雷竞技最新这些对立的事实，并不能保证它们会以任何实质性的方式“抵消”。对于未来的情况，一个更好的类比可能是最后一次间冰期，关于海平面大幅变化的证据正在出现，但还不明确。因此，行为不能作为预测未来的充分基础，这是有争议的。我们需要更详细地考虑冰盖，并在从更机械的方法了解冰盖的结构和可能的反应的基础上预测它们的未来。

今天，地球上只剩下两个大冰原，一个在格陵兰岛，另一个在南极洲。南极冰盖是迄今为止最大的，其覆盖面积与美国相邻各州的面积相似。相比之下，格陵兰岛的面积略大于墨西哥。几十年来，冰川学家一直致力于测量这些冰原中存在的不平衡程度，甚至在假定人类活动正在对气候产生影响或人类活动可能也会影响冰原之前。raybet雷竞技最新几十年来，这些努力一直受到不确定性的困扰，直到20世纪90年代末，新一代卫星发射升空，可以测量冰盖的体积和流量。

3政府间气候变化专门委员会预测2090年至2099年十年的全球变暖温度比1980年至1999年高出1.8至6.4摄氏度;其中，范围表示由于未来温室气体排放的不确定性和模型预测的不确定性。这应该与全球之间的温差进行比较冰期和间冰期这一变化花了数千年的时间才完成。

此后评估费率和变化模式已成为普遍现象，现在表现出广泛的共识[6,7]。

不仅是面积，而且冰原中所含冰的体积也有很大的不同。南极洲的冰层足以使全球海平面上升60米，而格陵兰岛的消失可能会使海平面上升约7米。然而，这些数字在某种程度上具有误导性，因为与格陵兰岛和南极冰盖相关的风险在规模上更接近，但可以说具有微妙的不同“味道”。

与格陵兰冰盖相关的风险可以被描述为气候变化将使格陵兰岛进入一种不平衡状态的可能性，在几个世纪到几千年的时间里，格陵兰岛失去了大部分的冰(使全球海平面上升5米多一点)。raybet雷竞技最新因为格陵兰岛的大部分冰原都坐落在接近或高于冰川的岩石上，当前的海平面如果冰要流失，就必须由冰川输送到海里。这种情况发生的速度可能会受到这些冰川可能流动的速度的限制，而这种速度不太可能超过目前速度的几倍。然而，也许绝对速度损失不是最重要的一点;冰盖内部的降低将意味着夏季融化面积的增加，一旦这一退缩过程完全开始，它将使冰盖作为一个整体进一步陷入不平衡，而退缩的过程可能会自我维持。继续撤退将是不可避免和不可逆转的。如果人们相信气候变暖的更高预测，那么到21世纪末，开始这一进程所需的大气变暖的临界阈值可能会超过。raybet雷竞技最新

这一论点框定了格陵兰冰盖在气候变化辩论中的作用。raybet雷竞技最新人类活动可能会将格陵兰岛推向一种状态，使其在许多世纪内继续退缩，这一假设意味着，要让尚未出生的许多代人来应对前几代人造成的海平面上升的影响。不管是对是错，这已经被许多活动人士用来作为一个强有力的论据，来尽早和积极地减少温室气体排放，以防止这个“临界点”被超过。

相比之下，南极冰盖的大部分地区被认为相对不受大气温度上升的影响。目前的气候足够寒raybet雷竞技最新冷，即使在最极端的预测下，冰盖也会全年保持冻结状态，通常不受影响。事实上，对于南极东部冰盖的大部分地区来说，气温上升最可能造成的影响是降雪率的增加。也许，与直觉相反，这可能是一种减缓未来海平面上升速度的机制，尽管这不应该被视为解决海平面上升问题的可能办法。即使这个假设被证明是正确的，它的强度可能只会使海平面上升的速度降低1毫米-a^1亿b0。此外，最近对东南极洲冰芯数据的分析未能显示任何证据表明降雪率已经开始增加。南极冰盖可能在很大程度上不受大气气候变化的影响，4这一结论当然并不意味着它在海平面上升的辩论中无足轻重。raybet雷竞技最新南极冰盖有一部分的变化速度比地球上任何其他地方都要快。的阿蒙森海南极洲西部的海湾区是一个相当于德克萨斯州大小的冰原地区，十多年来，该地区的冰盖一直在变薄，内陆每年变薄几厘米，海岸附近每年变薄几米。

阿蒙森海海湾是南极西部冰盖的一部分，长期以来一直是人们关注的焦点。在去年开始的一系列穿越南极洲的旅行中国际地球物理年(1957 - 1958)，冰川学家发现南极西部冰盖的大部分位于海平面以下的床上。事实上，冰下的河床地形就像一个碗，从冰盖边缘向下倾斜，进入其内部深处的构造裂缝。如果冰盖被移走，大部分地区将被海水淹没。出于这个原因，那些早期的冰川学家将WAIS描述为“海洋冰盖”，他们很快就看到了这种结构的特殊意义。WAIS是地球上仅存的重要海洋冰原，有人认为这是因为海洋冰原本质上不稳定。由于冰层低于海平面，冰盖被固定在冰层上只是因为它太厚而无法漂浮。如果海洋冰原边缘周围的区域与床层失去接触，约束冰的力就会减少流。冰-流量可能会加速，并在降雪导致的流出和补充之间造成不平衡。这种不平衡反过来会导致冰盖在开始漂浮的地方变薄，从而使所谓的接地线向内陆退缩。人们经常争论[13,14]，这可能会建立一个正反馈循环，这个循环足够强大，可以克服使冰盖保持平衡状态的负反馈。一旦这种正反馈循环开始运转，冰盖的“崩溃”或“解体”将不可避免地随之而来，并造成严重的全球后果，因为WAIS包含的冰足以使全球海平面上升约5米。

这个想法，多年来一直处于相对休眠状态，但最近被观测重新激活，阿蒙森海海湾的冰盖，经常被引用为WAIS[15]中最脆弱的部分，实际上是最迅速变薄的区域。

此外，阿蒙森海海湾冰原变薄的同时，有迹象表明，冰原的某些部分正从它们的河床上上升并开始漂浮，如果海洋冰出现预期的那种退缩，这是预期的另一个特征

4这并不是普遍的事实，因为南极洲的一小部分，即南极半岛，最近经历了非常迅速的大气温度上升，这似乎正在导致该地区的冰川和冰盖退缩。然而，这一地区对海平面上升的贡献很小。

地壳开始不稳定。最后，现在很清楚的是，阿蒙森海海湾的冰融化速度正在以惊人的速度加速。目前，ASE的损失仅占全球海平面上升[17]的0.5毫米/年，但它似乎正在以指数方式增长(每年约1.3%)。

这些令人印象深刻和令人担忧的变化的原因尚不完全清楚，但有强有力的证据表明，它源于冰盖周围海洋的某些变化，即阿蒙森海本身。从本质上讲，海洋向冰盖输送的热量似乎比以前更多，这正在融化和变薄冰盖的海岸边缘。虽然不能含糊地证明这一点，但许多研究人员相信，海洋的这种变化是由与温室效应有关的大气环流变化所驱动的

回到与格陵兰岛的比较，以及这些南极变化对政策辩论的意义;WAIS是海洋冰原的事实意味着，与格陵兰冰原不同，它的反应不受其冰川向海洋输送冰的速度的限制。实际上，海水可以侵蚀冰盖的边缘，并以海洋可以清除冰山碎片的任何速度清除冰山碎片。因此，WAIS可能导致的最糟糕的海平面上升速度可能比格陵兰岛更快。然而，还有更复杂的情况，即如前所述，目前日温差的变化不太可能是由于大气温度的变化造成的，在南极洲要明确地将冰盖变化与人类活动对气候的影响联系起来比在格陵兰要困难得多。raybet雷竞技最新事实上，如果海洋冰原被证明具有固有的不稳定性，那么它的后退可能是由相对较小的人为或自然变化所驱动的。因此，南极洲海平面的快速上升可能是人为原因，也可能是自然原因。不管怎样，对未受保护的沿海人口的风险，以及改善海岸防御以维持保护的成本是相同的，但在有关减少温室气体排放的辩论中，正确的问题框架是截然不同的。

继续阅读:raybet雷竞技最新气候变化与全球相对海平面上升

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