南极冰川融化之忧

目前，伴随着温室效应引发的全球变暖等原因，导致海平面正在上升，而对其影响巨大的因素之一就是两极冰川。
/ v( a8 V- E3 x* W; K/ s位于西南极阿蒙森海扇区松岛湾内的松岛冰川，是南极面积较大、移动速度较快的冰川，因此它是南极西部冰层内部所发生的任何大变动的一个关键性“指示器”。近年来，松岛冰川南极冰架崩解和消融的加剧，引起国内外科学家对于南极冰盖未来的巨大担忧。
# _  T. d3 R" Q; {" K警 惕 变化加剧的南极冰川
“松岛冰川约占西南极冰盖排水量的10%，是全球海平面上升的重要影响对象。”中国极地研究中心极地冰盖多圈层相互作用与气候变化科研团队负责人唐学远说，“最近这种‘排水量’有所增加。”
8 y5 ?' u. o* W! q2 W2004年的卫星探测结果显示，松岛冰川开始变薄，表面的冰块流入阿蒙森海的速度比30年前要快25%。
3 T7 C7 O+ z& @# ]2 S“松岛冰川已经成为目前世界上变化最快的冰川之一。”唐学远说，“在过去的20年里，松岛冰川流入海里的冰量已经超过万亿吨，相当于全球海平面上升了3毫米。”
唐学远说，松岛冰川的持续变化通常归因于海洋引起的冰架变薄和相关支撑力的降低。然而，其他变化的驱动因素，如大规模崩解、冰的流变学变化和基底滑移，在冰川演变过程中也发挥着至关重要的作用。
科学家一直认为，南极洲的这一地区可能会达到一个临界点，从而进入不可逆的后退阶段。这样的后退一旦开始，可能会导致整个西南极冰盖的崩塌，那里的冰层足以使全球海平面上升5米以上。
“由于松岛冰川底部位于海平面以下的一个逆行斜坡上，这意味着一旦它开始后退，将没有地形障碍来阻止。”唐学远强调。
“冰川表面的逐渐变陡和基岩斜坡的逐渐变浅，可能会阻碍后退，但实际情况是后退速度似乎没什么变化。”唐学远解释，主要原因是该地的冰川末端变薄速度在逐年增加，冰川上游也有类似的变化。“冰川崩解和冰架的变薄造成了冰架支撑作用的减弱，冰川底部海水的可能侵入改变了冰的黏度并增强了底部滑动。”
+ `% r+ K3 w0 N+ M: M* O1 f2 Z疑 问 距离临界点还有多远？
/ k6 a' A; b! n4 I4 |, c, E3 C4 c& j根据媒体近日报道，英国诺森比亚大学冰川学研究小组利用自主研发的先进冰流模型，开发出了能够识别冰川后退临界点的方法。
9 F+ t( q2 N3 w研究人员为松岛冰川定义了至少3个明显的临界点。第三个也是最后一个临界点极有可能由在海洋温度上升1.2℃时触发，并将导致整个冰川不可逆转地后退。
5 F7 G8 C% r" B3 Q% G那么，松岛冰川距离临界点还有多远？
  a4 h$ T. K# X8 F. G“临界点涉及冰川演化的非线性系统，非常复杂。”唐学远告诉记者，一方面临界点有多种定义方式，另一方面，预测临界点的工具通常依赖于冰川流动的数学模型。不同的模型依赖对冰川所处情景作的不同假设，因此对临界点的预测结果也不尽相同。
唐学远说，在模拟真实松岛冰川结构的过程中，目前的研究监测到了海洋性冰盖不稳定的情况发生。这预示着松岛冰川可能逼近了某种临界点，一旦越过临界点，将可能导致海平面的显著上升。
唐学远同时也指出，由于导致海洋性冰盖减薄、崩解直至崩溃的冰流变化临界点对应的可能是多个临界点，而不是一个单一的事件，因而值得重视的是当跨越某个临界点时，应努力避免冰川被误认为仍只处在快速撤退的时期，从而忽略了撤退不可逆和自我维持等方面的问题。
: I! k6 a# X1 U' v3 ]3 V目前，海洋暖化已快速延伸至南极洲冰架附近，联合国政府间气候变化专门委员会2019年发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》指出，侵入阿蒙森-别林斯高晋海大陆架的海水温度1983年~2012年间每10年上升0.1~0.3℃。
由此，唐学远作了一个科学假设：在全球气温升高速率不变等理想条件下，同时松岛冰川底部的海水升温速率与阿蒙森-别林斯高晋海的情况相同，那么海洋温度上升1.2℃可能不用40年就将达到永不会恢复的第三临界点。届时，整个冰川将全部崩解融化。
! P1 G- l  v4 z3 q: E7 q3 E2 ~- a7 y建 议 多维度加强冰盖研究
近年来，随着气候变化对地球环境影响的不断加大，越来越多的科学家将视线瞄准了南极冰盖。松岛冰川是南极洲最荒凉和偏远的地区之一，想要在这里开展实地研究，科学家们需要更强的技术支撑和后勤保障。
唐学远告诉记者，考察站的地理位置至关重要。过去，中国在南极的冰盖区域的考察大都围绕东南极的中山站、泰山站和昆仑站进行，而对位于西南极阿蒙森扇区的松岛冰川的研究则较为薄弱。“不过，最近中国在卫星遥感和机载航空探测方面有了显著进展。”
9 p& q1 D4 B; M& C% A7 b2020年6月，我国海洋一号D卫星成功发射，并与正在服役中的海洋一号C卫星一道，组成我国首个海洋民用业务卫星星座。国家卫星海洋应用中心基于卫星海岸带成像仪数据开展了南极地区卫星遥感影像镶嵌工作，形成了50米分辨率的南极卫星影像镶嵌图，为南极地理基础资料更新提供新的数据源，并成功监测到了2018年西南极松岛冰川崩解、2019年东南极埃默里冰架崩解、2021年南极火山喷发、布伦特冰架断裂等事件。
% O+ o' ?+ B9 S) `$ ]4 ?北京师范大学发射的“京师一号”卫星，也对南极最近发生的两次大型的冰架崩解事件实施了多次过境即拍和连续监控，取得了一批重要的观测数据。
“未来，我们应该从空间和时间等多维度上加强对冰盖不稳定性变化相关的物理机理的研究，重点对冰盖内部和底部关键过程进行探测研究，以阐明冰盖不稳定性变化对全球海平面变化影响的机制。”唐学远说。
“中国首架南极固定翼飞机‘雪鹰601’的机载地球物理探测平台，有望在未来几年从东南极冰盖延伸至西南极以覆盖整个南极冰盖。届时将会对松岛冰川的冰下环境进行全面的地球物理探测。”唐学远建议，“具体来说，我们需要大力发展极地卫星遥感、航空地球物理、冰盖数值模型研究。”