专栏31极地冰盖的质量平衡和全球海平面上升
在过去的二十年里，冰川学最重要的进步之一就是能够利用卫星测量来监测地球两极冰盖的变化。随着全球气温的上升，积雪、冰层融化的速度也在加快冰川流在极地地区虽然
冰川地质学:冰盖和地貌第二版Matthew R. Bennett和Neil F. Glasser©2009 John Wiley & Sons, Ltd这些对立过程之间的平衡在区域范围内有很大的变化，卫星数据显示，南极和格陵兰冰盖的整体质量都在下降。Rignot和Thomas(2002)利用卫星数据确定了两个冰盖的质量平衡，并表明:(i)格陵兰冰盖正在因近海岸变薄而失去质量;(ii)南极西部冰盖整体呈西增北减的趋势。Shepherd和Wingham(2007)后来估计，这两个冰盖的不平衡加起来大约是每年1250亿吨(1.25 x 1011吨)的冰，足以使海平面每年上升0.35毫米。这只是目前观测到的海平面每年上升3.0毫米的10%左右。这意味着，地球上较小的山地冰川和冰盖对物质平衡的变化反应更快，一定是向海洋贡献了最大数量的水(Meier et al.， 2007)。然而，南极洲和格陵兰岛的大部分损失是冰流和出口冰川流向海洋的结果。随着这一趋势在过去十年中加速，我们可能预计在21世纪期间，两极冰盖对海平面的贡献将有所上升(见第2.1和2.2节)。在两个极地大陆上，都有加速冰流量的可疑触发因素，即地表和海洋变暖。
资料来源:Meier, m.f.， Dyurgerov, m.b.， Rick, uk，等(2007)冰川占主导地位海面升降的海平面在21世纪崛起。科学，317,1064 -7。Rignot, E.和Thomas, R.H.(2002)极地冰盖的物质平衡。科学，297,1502 -6。Shepherd, A.和Wingham, D.(2007)南极和格陵兰冰盖的近期海平面贡献。科学,315,1529 - 32。
图3.1显示了每年的累积总量和消融总量如何定义a的质量平衡冰川。消融将倾向于在温暖的夏季占主导地位，并在冬季积累。如果消融量等于累积量超过一年，冰川的净余额将为零，其大小将保持不变(图3.1)。另一方面，如果积累大于消融，那么净余额将为正，冰川将增长和扩张。如果是负的质量平衡，那么冰川将逐渐消失。
研究冰川物质平衡因此，研究冰川冰系统的输入和输出。影响冰川质量平衡的因素包括:雪、冰雹、霜冻、雪崩和降雨。如果这些输入在夏季的消融中幸存下来，它们将开始转变为冰川冰的过程。术语“firn”或“neve”是用来形容在夏季融化季节幸存下来并开始转变的雪。转换包括:(i)压缩;(ii)排出空气;以及(iii)冰晶连锁系统的生长。干新鲜的雪按体积计算，约97%是空气，密度为100kg m-3，而冰川冰几乎没有空气，密度为900kg m-3。这种转变发生的速度取决于气候。raybet雷竞技最新如果降雪量很大并且发生了明显的融化，那么
3.1年质量平衡
3.1年质量平衡
图3.1积累和消融曲线定义了冰川的物质平衡年。冬季为正，夏季为负。如果冬季和夏季的平衡完全相等，那么净质量平衡将为零，冰川既不会前进也不会后退。[修改自:苏格登和约翰(1976)冰川和景观，爱德华阿诺德，图
图3.1积累和消融曲线定义了冰川的物质平衡年。冬季为正，夏季为负。如果冬季和夏季的平衡完全相等，那么净质量平衡将为零，冰川既不会前进也不会后退。[修改自:苏格登和约翰(1976)冰川和景观，爱德华阿诺德，图
这个过程可能是快速的，因为旧雪很快就会被新的积雪所掩埋，而新积雪会压实积雪，而交替融化和再冻结则会促进新冰晶的生长。相比之下，在堆积速率低且很少发生熔化的地方，这种转变可能极其缓慢。例如，在南极东部冰盖的内部，那里的积累很少，融化更少，这种转变可能需要3500年。相比之下，在阿拉斯加的苏厄德冰川上，由于积累和融化速度快，这种转变在短短3-5年内就完成了。
来自质量平衡系统的输出统称为烧蚀。这种消融可以通过三种方式发生:冰融化，冰山崩解和升华。冰川融水源自冰川表面或内部冰的直接融化。在表面上，这是接收到的太阳辐射的函数，而在内部和在底部冰川热由:(i)冰流摩擦提供;(ii)来自冰川下地壳的热量(地热)。因此，冰川表面和冰川内部都可能发生融化。冰川表面的融化主要是暖空气温度的结果，因此具有很强的季节性，而冰川内部的融化则不是。需要强调的是，融化并不仅仅局限于冰川边缘，而是可能发生在整个冰川表面。
冰川终止于水的地方，要么在海里，要么在在湖中，冰块会从冰川前部(冰口或末端)断裂成冰山(图3.2)。这个过程被称为冰山崩解。这可能是冰川快速流失的一种方式。在非常寒冷和干燥的环境中，质量也可能通过升华而损失水的蒸发从固态冰的状态。
总之，冰川的输入和输出之间的相对平衡决定了它的质量平衡，从而决定了它是会膨胀、收缩还是保持不变。冰川的积累和消融在冰川的整个表面上发生的情况并不相同。堆积主要集中在上部区域，那里的温度
图3.2智利圣拉斐尔冰川的照片裂冰冰川．(照片:
图3.2智利圣拉斐尔冰川的照片，这是一个冰解冰川。(照片:
降水适合降雪，而消融在冰川的末端占主导地位，那里气候相对温暖，冰山崩解可能导致质量损失。raybet雷竞技最新正是这种积累和消融之间的空间不平衡，在重力的帮助下，产生了驱动冰流动的表面斜坡。
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