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南極融冰的新原因:溫暖洋流融化冰層下方

南極融冰的新原因:溫暖洋流融化冰層下方
台灣環境資訊協會-環境資訊中心
摘譯自2012年4月25日ENS英國,劍橋報導;沈瑞筠編譯;蔡麗伶審校

跨國研究團隊25日發表研究結果指出,南極冰棚下流過的溫暖洋流,是造成南極冰層冰損失的主因,此發現將使科學家對未來海平面上升能提出更精準的預測。

藉助美國太空總署(NASA)冰、雲、陸地高層衛星(Ice, Cloud, and land Elevation Satellite,簡稱 ICESat)所獲得的資料,再佐以電腦模型輔助,研究人員得以區分出由冰棚融化的兩大作用力:由海面下暖流導致的冰層下方融化、另一則是因暖空氣導致的冰棚上方融化。

研究計畫主持人、英國南極調查所(British Antarctic Survey)Hamish Pritchard表示:「無須靠夏天太陽融化冰川頂部的積雪,暖洋流由下方能融掉近非常大量的冰層。」他指出,「真正有趣的是,冰河對此現象的敏感度。有些冰棚一年變薄數公尺,導致冰河一年排出數十億噸冰至海中。這現象證明冰棚對減緩冰河速度的重要性;因為冰河提供冰床所需的冰,能控制住南極冰床流失。」

研究人員藉由安裝在ICESat上的雷射光儀器所蒐集的450萬筆雷射測距資料,繪製出幾乎涵蓋整個南極洲的浮動冰棚厚度變化,呈現了整個大陸的冰棚溶化趨勢。

在54個冰棚的地圖資料中,有20個冰棚(多數位於西南極洲)的冰層因下方流經的暖洋流而融化,進一步加速內陸向大海的冰川流動補注這些薄冰棚,使得更多的冰注入海中加速海平面上升。

在歷時5年的研究期間(2003年10月-2008年10月),研究發現這種肇因於海洋導致冰層變薄的驅動力,成為西南極洲冰床流失的最大及最迅速的主因。

這個研究是由分屬於英國的南極調查所(設於劍橋大學)、荷蘭的烏得勒支大學、美國加州大學聖地牙哥分校、及奧勒崗州非營利組織「地球與空間研究」(Earth and Space Research)的科學家們共同完成,成果發表於《自然》期刊上。

科學家們使用了由ICESat所蒐集450萬筆太空遙測資料的時間序列來繪製幾乎涵蓋整個南極大陸的浮動冰棚厚度變化地圖。他們量測了冰棚隨著時間的高度變化,並運用電腦模式來去除降雪等自然因素對冰層高度變化產生的影像。研究者也使用了潮汐模式來來推估潮汐對冰層高度變化的影響。

「這項研究呈現了太空遙測是研究地球現象的有利工具。」美國太空總署低溫層計畫(cryosphere program)科學家Tom Wagner說:「加上美國太空總署其他從重力回溯與氣候實驗(GRACE)自衛星雷達及飛機得來的陸冰研究資料,我們對於冰床的改變將會得到更全面的資訊,這些資訊將有助於估測海平面上升。」

以往多半使用衛星雷達資料來推估冰棚及冰河的變化,不過雷射測距將更可更精準的偵測冰棚厚度隨時間的變化。這將更真實的呈現海岸地區的地貌。因為解析度較低的雷達難以感測浮動的冰棚與陸冰分界的基線(grounding line)。

ICESat是第一顆為了研究地球的極區所設計、並使用雷射測距技術的衛星。它的役期為2003年到2009年;繼任的ICESat-2衛星預定於2016年推出。NASA高達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)科學家Jay Zwally表示,本研究揭露了我們對ICESat-2衛星升空的迫切需要;我們對於全球氣候變遷在極地產生的影響所知有限,沒有其他任何東西可像衛星遙測來監測這些變化。

本研究亦將發生在冰河底、冰棚及冰川加速區域風的運行所造成的改變,與觀測到的融冰現象連結。Pritchard說道,「研究顯示南極風因氣候變遷而改變,這影響了洋流的強度和方向,因而溫水在浮冰的下方呈現漏斗狀。這些研究和我們的研究結果都呈現南極的冰河因應氣候變遷而有急遽的改變。」

可以南極半島的例子來解釋風的影響。南極半島是南極洲上一個的狹長陸塊,陸塊方位朝向南美。本研究顯示半島上最大的冰棚變薄可以通過冰棚表面的夏季暖風造成融雪解釋。發生在南極半島海源性的融冰現象及夏天的融冰趨勢可以風的改變趨勢來解釋。

本研究是國際間為了進一步瞭解冰與氣候的交互作用,提供海平面上升更可靠的資料來源所進行的研究的一部份。

歐盟資助的「冰到海研究計畫」(ice2sea program)主持人David Vaughan表示,這份研究的主要貢獻在於清楚的呈現近年來南極的冰床失去冰的原因。但更重要的是,未來預測冰床變化的關鍵在於瞭解海洋。或許我們不該只從南極大陸的空中尋求答案,也應多瞭解環繞它的大海。

報導原文 http://www.ens-newswire.com/ens/apr2012/2012-04-25-01.html

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