2019年5月,格陵兰岛西部的地表融水池塘。美国国家航空航天局/杰斐逊贝克

格陵兰岛融化的冰,对艰难的气候选择发出了警告

格陵兰岛正在以前所未有的速度融化,导致大量冰层消失,全球海平面上升。冰盖的命运尚未确定,但除非大幅削减二氧化碳排放,否则格陵兰冰盖的长期存在仍是未知数。

今年春天的热浪来得很早——一层温和的空气在六月初横扫而来,把北半球最大的冰盖紧紧地包裹在一起,令人窒息。在最高峰时,格陵兰岛近45%的冰冻表面变成了融水,蓝宝石湖泊和青金石溪流将这片白茫茫的土地染成了五彩斑斓。在最温暖的时期,从冰盖流出的水量约为20亿吨,这意味着在格陵兰岛流失水的同时,北大西洋却在吸收水。岛上一些地区的温度比往年同期高出40华氏度。

“在20世纪90年代末之前,我们从未见过这样的情况,”乔治亚大学的科学家托马斯·莫特(Thomas Mote)对CNN解释说,他一直在监测夏季冰盖的融化情况。丹麦和格陵兰岛地质调查局(geological survey of Denmark and Greenland)的气候学家贾森·博克斯(Jason Box)告诉《卫报》:“融化的幅度很大,而且发生的时间也很早。华盛顿邮报》

格陵兰岛的冰盖覆盖了约80%的岛屿,面积约66万平方英里;在它的中心,它延伸到大约两英里深的地方。根据最近的美国国家航空航天局(NASA)的研究表明,如果冰盖完全消失,其含水量足以使海平面上升约24英尺。

现在似乎很清楚的是,格陵兰岛在地质时间上不再发生变化。它在人类时代正在发生变化。

值得注意的是,自从游客们到该岛进行实地观察以来,这里的冰已经经历了夏季的融化事件。-辛里奇溜冰场,第一个丹麦研究人员认真调查格陵兰岛的冰的轮廓,正确地猜测,这是最后一个链接到冰原覆盖欧洲北部和北美洲北部在以前的冰河时代——“罗塞塔石碑”可以解释的神秘丢失,冰冻的世界。在19世纪中期的一次夏季旅行中,林克考察了格陵兰岛的西部冰川边缘,并描述了湍急的水流穿过冰层,进入无底深渊莫林。林克想知道格陵兰岛的融水去了哪里?

然而,我们现在知道,今天的格陵兰岛已经不同于当年的冰场。冰盖正在融化得更多,而且在夏季融化得更早,计算机模型显示,其融化方式最终将威胁到冰盖的长期存在。最近的一次自然提出令人信服的证据这些数据表明,在过去的350年里,格陵兰岛最近的融化是“异常的”,而冰原对更高温度的反应现在是“非线性的”。“在过去20年里,冰川的融化速度比20世纪的平均水平高出33%;此外,融化不仅在增加,而且加速

许多在冰原上工作的科学家都亲眼目睹了这些变化。康拉德·史蒂芬(Konrad Steffen)在过去30年里建立了格陵兰岛周围的气象读数记录,他计算出,1990年至2018年期间,冰盖上的平均温度上升了约2.8摄氏度,或5华氏度。虽然冰盖的最高点大部分仍然不会融化,但在同样的30年时间里,易受表面融化影响的冰盖总面积增加了约65%。现在似乎很清楚的是,格陵兰岛在地质时间上不再发生变化。它在人类时代正在发生变化。

6月13日,丹麦气象研究所的一个小组乘坐狗拉雪橇穿越格陵兰岛西北部的一个融水池塘,取回设备。

6月13日,丹麦气象研究所的一个小组乘坐狗拉雪橇穿越格陵兰岛西北部的一个融水池塘,取回设备。史蒂芬M奥尔森/ Twitter

一天晚上,在风景如画的格陵兰伊卢利萨特,史蒂芬,瑞士联邦森林研究所的研究主任,雪,在我和景观的研究,指出,当前测量的损失,相当于每年约1毫米的海平面上升——格陵兰岛的冰盖可能会持续7000年。但他和任何在那里工作的冰川学家似乎都不认为这将是它的命运。正如史蒂芬所说,格陵兰岛未来几年的变暖曲线,特别是到下个世纪,“会变得越来越陡,越来越陡,越来越陡。”同一天晚上,在格陵兰岛,谈到海平面上升时,史蒂芬阴郁地说:“将会有变化,而且显然是我们数千年未见过的变化。”


格陵兰岛的冰不仅受到气候变暖的困扰。它也被温水所困扰。

近年来,岛上约有一半的冰由于表面融化而消失。但另外一半的水已经被巨大的冰川耗尽——比如西海岸的雅各布港冰川和东部的海尔海姆冰川——它们从冰盖中分离出来,一直延伸到水的边缘。这些所谓的“海洋终结”冰川似乎对海洋温度变暖特别敏感,海洋温度变暖会加速冰山的损失,并增加冰川崩解面与水接触处的融化。例如,几十年来,雅各布港冰川是世界上速度最快、最活跃的冰川之一,它造成了20世纪海平面上升的大约4%。

然而,这些巨大的冰河有时也会减速。最近,当它的终点峡湾水温骤降时,雅各布港暂停了活动;最近的一次研究美国国家航空航天局喷气推进实验室的科学家得出结论,水温的变化是由北大西洋涛动引起的洋流冷却引起的。因此,对雅各布港来说,这可能只是一个暂时的中断,当气候振荡逆转时,它可能会再次加速。简而言之,总体趋势似乎是暗淡的;正如美国国家航空航天局(NASA)的乔希·威利斯(Josh Willis)警告的那样,海洋不断变暖“对格陵兰岛的冰盖来说是个坏消息。”

20世纪90年代末,传感实验揭示了在最偏远的极地地区发生的巨大变化。

威利斯关于这个长期博弈的观点是至关重要的:对于格陵兰岛来说,最重要的不一定是夏季融化和冰山的月与月或年与年的变化。这个数学模型告诉我们,在很长一段时间内,冰盖的损失与收益是如何累积起来的。换句话说,在任何给定的年份里,在较冷的月份里,覆盖岛屿的降雪会补充冰盖,而这个过程——夏季减少,冬季增加——在最近的历史中定义了冰盖的体积。

在过去的一百年里,研究该岛冰块的冰川学家们努力对该岛的质量平衡趋势进行精确计算。冰原是由大雪和不断前进的冰川形成的吗?还是因为海洋和空气温度的升高、冰川的退缩和表面的融化而萎缩?有时,人们的共识是,冰盖处于平衡状态,夏季减少的时间大致与冬季增加的时间相平衡。20世纪50年代,阿拉斯加大学(University of Alaska)的冰川学家卡尔·本森(Carl Benson)对格陵兰岛每年的积雪堆积进行了首次明确的实地研究,得出了冰原似乎处于平衡状态的假说。

然而,通过传统的野外工作来测量冰盖的质量一直是极其困难的。即使一个科学小组可以像本森那样,通过在冰原上进行英勇的公路旅行来评估降雪情况,测量沿海冰川崩解和融水溪流造成的损失也要困难得多。20世纪80年代中期,一位名叫罗伯特·托马斯(Robert Thomas)的冰冰学家为美国国家航空航天局(NASA)写了一份报告,认为是时候找到一种确定的方法来测量冰盖了。

格陵兰岛6月融化的总表面积(蓝色)与1981-2010年的平均值(灰色)相比。

格陵兰岛6月融化的总表面积(蓝色)与1981-2010年的平均值(灰色)相比。国家冰雪数据中心

“尽管我们在格陵兰岛和南极洲进行了25年密集的实地考察,”他指出,“也花费了数十亿美元,但我们仍然无法回答最基本的冰河学问题:极地冰盖是在扩大还是在缩小?”对托马斯和其他一些美国宇航局的科学家来说,唯一的解决办法就是从上空测量格陵兰岛——从飞机和卫星上“感应”冰层。

在现代,我们理所当然地认为卫星数据可以立即——而且几乎精确地——告诉我们格陵兰岛表面融化的比例。这些信息每天都可以在诸如今天的格陵兰冰盖例如,该网站由美国国家冰雪数据中心(National Snow and Ice Data Center)运营。但值得我们去了解的是,这些早期的“遥感”项目究竟有多么具有革命性,以及它们是如何帮助科学家掌握一些以前从未测量过的东西的。从20世纪90年代末开始,传感实验首次揭示了极地世界最偏远地区发生的巨大变化。更重要的是,这些数据与格陵兰岛显著的气候变化几乎完全吻合,因为北极开始变暖的速度几乎是地球其他地区平均速度的两倍。

第一个有效测量冰盖的空中任务是由美国宇航局的托马斯领导的,被称为PARCA,即北极区域气候评估项目;该研究于1993年和1994年在格陵兰冰盖上进行,1998年和1999年又进行了一次。通过精确的飞行路线在冰原和使用的工具称为激光测高仪,研究人员确定,6年间格陵兰每年失去了51个立方公里的冰,这是类似于一个冰块2.3英里长两边每年进入海洋。

我们还没有处在格陵兰岛融化的过程中。我们只是在令人不安的开端站稳了脚跟,摇摇欲坠。

对冰原进行遥感的时代就此开始。在随后的几年里,NASA和其他太空机构发射了各种各样的卫星来监测两极的变化。在评估格陵兰岛方面,最重要的是美国国家航空航天局(NASA)于2002年发射的GRACE卫星,它利用重力变化来测量冰层的变化。格蕾丝的测量结果几乎立刻让人大吃一惊。在卫星运行的最初几年里,它显示格陵兰岛每年的冰净损失刚刚超过1000亿吨。但到了2010年,冰盖似乎正在加速恶化。它平均每年损失2600亿吨。失去的冰的地图开始看起来像一个陡峭的,下降的楼梯。

2012年,GRACE的测量数据显示,有超过4000亿吨的冰从格陵兰岛流入海洋。那个夏天也恰逢一段非常温暖的时期,在一天之内,冰盖表面的97%融化了。


冰川学家的担忧之一是,继6月的早期融化之后,2019年将与2012年类似——这意味着格陵兰岛的冰盖可能在夏季融化方面创造新的记录。现在还不能确定。无论如何,很明显的是,如果今年夏天标志着冰川流失的新极端,这样的数据点将被证明没有更大的前景那么有意义。格陵兰岛顶上有3千万亿吨的冰——也就是3万亿万亿吨——还有更多的冰需要融化、碎裂和粉碎到海洋里。与新闻标题相反的是,我们还没有处于格陵兰岛的融毁之中。我们只是在令人不安的开端站稳了脚跟,摇摇欲坠。

4月28日,格陵兰岛罗素冰川的融水流过。来源:美国国家航空航天局/杰斐逊贝克

格陵兰岛的冰还剩多久?这不是一个简单的问题。可以说,它也没有一个明确的答案。其中一个原因是,格陵兰岛的未来取决于冰川复杂的物理特性,以及气候变暖、云层和降雪变化、洋流变化等极其复杂的影响如何冲击冰盖。了解所有这些力量的相互作用仍在进行中。此外,格陵兰岛的冰很可能会受到一些反馈回路的影响,这些反馈回路可能会加速或减缓冰的消亡。仅举一个例子,随着格陵兰岛在更温暖的气候中融化,冰盖的海拔可能会降低,而更高的温度会对它产生更大的影响。这意味着格陵兰岛现在融化得越多,未来可能会融化得越多。

即便如此,冰盖的崩塌并不是必然的。它的未来最具决定性的方面可能取决于我们在未来几十年的行动——是迅速减少二氧化碳排放以保持北极足够凉爽以保存冰河时代的遗迹,还是继续我们目前的轨迹。就在格陵兰岛在6月经受着危机的时候,《华尔街日报》科学的进步发表了阿拉斯加大学Andy Aschwanden领导的详尽建模研究。这篇论文考虑了格陵兰冰盖未来的不同情况。根据我们目前的排放途径,格陵兰岛很有可能在一千年内失去所有的冰。另一方面,大幅削减二氧化碳排放——与2015年巴黎协议达成的框架一致——可能会保护大部分冰川。然而,我们等待采取行动的时间越长,保护冰盖的难度就越大。

作为一个全球性的社会,我们并不一定擅长为10年或20年后的事件做准备。这项研究提出了一个中切性的观点:那么,我们应该关心格陵兰岛一千年后的命运吗?这是一个有趣的问题。但是,多次来到这个惊险而又美丽的岛屿后,我可以说,它可能是错误的。我们的命运现在与格陵兰岛的冰紧紧相连。更尖锐的问题是我们是否关心自己。我们可以选择手边的任何一张图片——格陵兰岛夏季表面融化的雷达扫描图,或者雪橇狗在海冰上的水坑上飞溅而过的最引人注目的蓝色阴影。潜在的含义是一样的。从这个遥远的冰盖来的水和冰总有一天会淹没世界各地的城市和城镇,而这远远早于它在遥远的未来出现任何最坏的情况。而且已经开始变暖了。 Already, it’s getting late.