地球冰冻圈每年缩小87000平方公里,将会对未来地球变暖造成重大影响

最近科学家首次对地球表面冰雪覆盖范围进行全球性的评估,地球表面的冰雪能够反射阳光并使得地球不至于升温过高,所以了解冰雪覆盖情况就能够了解到未来地球温度的变化情况。

1979年至2016年间,全球冰冻圈(地球上所有具有水冰的区域)平均每年缩小约87,000平方公里,面积相当于苏必利尔湖的面积。

被冰冻水覆盖的陆地范围与其质量一样重要,因为明亮的白色表面非常有效地反射阳光,为地球降温。冰雪覆盖面积的大小或位置的变化会改变气温,改变海平面,甚至影响全世界的洋流。

冰冻圈范围在一年中的某个时间点(1981-2010年)经历冰、雪或冻土的每个区域的百分比。
冰冻圈范围在一年中的某个时间点(1981-2010年)经历冰、雪或冻土的每个区域的百分比。

“冰冻圈是最敏感的气候指标之一,也是第一个展示世界变化的指标,”第一作者、兰州大学自然地理学家彭晓庆说。“它的规模变化代表了重大的全球变化,而不是区域或地方问题。”

冰冻圈拥有地球近四分之三的淡水,在一些山区,不断减少的冰川威胁着饮用水供应。许多科学家已经证明萎缩冰原,日益减少的积雪和北极海冰的损失分别因气候变化。但是之前的研究没有考虑地球表面冰冻圈的整个范围及其对温度升高的反应。

空间和时间的收缩

彭和他在兰州大学的合著者计算了冰冻圈的每日范围,并将这些值取平均值得出年度估计值。虽然冰冻圈的范围随着季节的变化而扩大和缩小,但他们发现地球冰冻圈覆盖的平均面积自1979年以来总体收缩,与气温上升有关。

收缩主要发生在北半球,每年减少约102,000平方公里,约为堪萨斯州面积的一半。这些损失被南半球的增长略微抵消,那里的冰冻圈每年扩大约14,000平方公里。这种增长主要发生在南极洲周围罗斯海的海冰中,这可能是由于风和洋流的模式以及南极冰盖冰融水的加入。

海冰在北冰洋融化。图片来源:美国宇航局/凯瑟琳汉森
海冰在北冰洋融化。图片来源:美国宇航局/凯瑟琳汉森

估计表明,不仅全球冰冻圈在缩小,而且许多地区保持冻结的时间更短。现在平均第一天结冰的时间比1979年晚了大约3.6天,而冰融化的时间大约提前了5.7天。

“这种分析对于气候变化的全球指数或指标来说是一个不错的主意,”卡尔加里大学的冰川学家肖恩马歇尔说,他没有参与这项研究。他认为下一步自然是使用这些数据来检查冰雪覆盖何时使地球达到峰值亮度,以了解反照率的变化如何在季节性或每月的基础上影​​响气候,以及随着时间的推移如何变化。

为了编制他们对冰冻圈范围的全球估计,作者将行星表面划分为一个网格系统。他们使用现有的全球海冰范围、积雪和冻土数据集将网格中的每个单元归类为冰冻圈的一部分,前提是它至少包含三个组成部分中的一个。然后他们每天、每月和每年估计冰冻圈的范围,并检查它在37年的研究中是如何变化的。

作者表示,全球数据集现在可用于进一步探索气候变化对冰冻圈的影响,以及这些变化如何影响生态系统、碳交换以及动植物生命周期的时间。

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