“失踪”海上滑翔机的测量结果为南极冰融化提供了新见解
新研究首次揭示了过去四十年来南极洲主要冰架如何因海水变暖而加速融化。东英吉利大学 (UEA) 的科学家表示，这项研究——他们的自主海上滑翔机意外卡在罗斯冰架下方的结果——表明，随着气候变化导致海洋持续变暖，这种现象可能只会进一步加剧。
这架名为“马林”的滑翔机于 2022 年 12 月从海冰边缘部署到罗斯海。它携带一系列传感器来收集对气候至关重要的海洋过程数据，并被编程为向北飞行到开阔水域。
然而，马林被南流的洋流卷入冰架空洞，并在那里停留了四天，传感器一直打开，然后才重新浮出水面。在此期间，这架“失踪”的滑翔机完成了 79 次潜水，测量了空洞内 200 米深处的水深，一直到上覆冰架的底部。
东英吉利大学环境科学学院的研究人员记录了 50 米厚的“入侵”——相对温暖的水，它们从附近的开放水域进入洞穴。冰层下的水温范围从 -1.9°C 到更高的 -1.7°C。
随后对所有可用测量数据的重新分析表明，过去 45 年来，输送到洞穴的热量有所增加，很可能是由于气候变化导致罗斯海变暖造成的。
这项研究“罗斯冰架锋面区域因海面水融化加剧”于 11 月 8 日发表在《科学进展》杂志上。
“尽管温度升高——每年千分之四度——可能看起来并不是那么多，但在我们观察的45年里，它可能导致每年大约20到80厘米的额外冰损失，”主要作者彼得·希恩博士解释道。
“我们发现，侵入冰盖的水温足以融化冰架的底部，这与它们可能取代的冰点水不同。这里的新发现是，我们可以追踪到罗斯海冰盖前沿开阔水域的温水，一直追溯到冰盖洞。我们以前从未见过这种侵入冰盖直接发生。”
希恩博士补充道：“进入罗斯冰架下方洞穴的计划并不在计划之中，而且通常也不可能测量冰架的这个区域：你不能故意将仪器送到离冰架底部这么近的地方，这太危险了。”
环绕南极洲的冰架暴露在漂浮于大陆架海上的广阔底部的海洋温暖中，而冰架底部由海洋驱动的融化是南极冰块损失的最大原因。
Seaglider Marlin 被从海冰中释放到罗斯海。图片来源：Walker Smith
虽然浮冰融化本身不会显著提高海平面，但冰架会减缓陆地冰向海流动，从而稳定南极冰盖；它们的变薄和崩解会加速陆地冰向海洋的输送，加速全球海平面上升。
推动罗斯冰架下温暖地表水流动的因素之一是风。某些风型会导致表面海洋向南流动，并流入冰架空腔。
这些由风驱动的海洋表面流动被称为埃克曼洋流，与任何洋流一样，它们也具有相关的热量传输。由于这是一个海洋表面过程，因此这些热量可以立即融化上覆的冰：它不必等待向上混合到冰基。
埃克曼热传输对于气候科学家来说尤其重要，因为海洋吸收并重新分配了地球的大部分热量。该系统的变化会对天气、海平面和全球温度趋势产生深远影响。
Sheehan 博士和合著者 Karen Heywood 教授利用长期测量的风和海洋温度（结合一个模型来填补记录中的空间和时间空白）来计算过去 45 年来向南的埃克曼热输送强度。他们发现，埃克曼洋流输送到洞穴中的热量有所增加。
每年的变化都是由风引起的。然而，向洞穴输送热量的趋势可能与罗斯海变暖有关——因为海水变暖，今天的风向洞穴输送的热能比过去同等强度的风要多。
海伍德教授表示：“随着气候变化导致海洋持续变暖，我们有理由预计埃克曼热通量的强度及其所导致的融化程度将进一步增加。这种趋势本身就令人担忧。”
“地表水入侵的影响，以及可能驱动这些影响的埃克曼动力学的趋势和变化，必须纳入气候模型，尤其是考虑到南极陆地冰对气候变化的反应仍存在不确定性。”
这是首次使用长期、数十年的数据集来研究这一过程。之前对地表水入侵的理解主要来自于对开阔水域水文的比较，例如来自船只、带标签的海豹的观察以及部署在洞穴内的冰系泊。
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