冰

这张照片显示了南极洲东部丹曼冰川表面的涟漪在冰面上投下阴影。与2003年至2008年相比，现在的冰川融化速度更快。 来源:NASA 根据美国国家航空航天局喷气推进实验室和加州大学欧文分校的科学家们的一项新研究，从1996年到2018年，南极洲东部的丹曼冰川退缩了3.4英里(5.4公里)。他们对丹曼冰川的分析还表明，冰盖下的地面形状特别容易受气候变化的影响而退缩。丹曼冰川是一个单一的冰川，其冰量相当于南极洲西部的一半。 直到最近，研究人员还认为，东南极洲比西南极洲更稳定，因为与在南极洲西部观察到的冰川融化相比，东南极洲失去的冰川并不多。“南极东部一直被认为是威胁较小,但随着像丹曼这样的冰川受到冰冻圈科学界的密切关注，我们现在开始看到该地区潜在的海洋冰盖不稳定的证据。”喷气推进实验室项目高级科学家、UCI地球系统科学教授埃里克·里格诺特(Eric Rignot)说。 里格诺特补充说:“近年来，南极洲西部的冰融化速度越来越快，丹曼冰川的巨大规模意味着其对长期海平面上升的潜在影响也同样巨大。”如果丹曼冰川全部融化，将导致全球海平面上升约4.9英尺(1.5米)。 利用来自四颗卫星的雷达数据（这是意大利COSMO-SkyMed任务的一部分，该任务于2007年发射了第一颗卫星），研究人员能够辨别冰川与海洋的确切位置，以及冰川开始漂浮在海洋上的位置，也就是它的接地区域。科学家们还能够使用冰厚度及其在陆地上的速度数据揭示冰川各部分下方的地面轮廓。 此插图显示了南极东部登曼冰川下地面的垂直放大图像，包括其东部侧面下方的深槽（中心处为蓝色区域）。 来源：NASA’s Scientific Visualization Studio 冰盖下大约6英里（10公里）宽的山脊可保护丹曼冰川的东翼免于暴露在温暖的海水中。但是它的西翼超出了东翼约3英里（4公里），坐落在一个深而陡的槽上，槽底光滑，并向内陆倾斜。这种构造可能会将温暖的海水引入冰下，形成一个不稳定的冰盖。自20世纪80年代以来，被称为西风带的风越来越多地把温暖的海水吹向南极大陆。 喷气推进实验室的科学家、该研究的第一作者维吉尼亚·布兰卡托（Virginia Brancato）说:“由于丹曼西翼的形状，有可能出现温暖海水的入侵，这将导致快速且不可逆转的后退，并导致未来全球海平面上升。” 她的同事里格诺特指出，监测漂浮在海洋上的丹曼冰川部分也很重要，这部分冰川绵延9300平方英里(24000平方公里)，包括沙克尔顿冰架和丹曼冰舌。 目前，冰川正以每年约10英尺(3米)的速度从底部向上融化。这比其9英尺（2.7米）的这比其9英尺（2.7米）的年融水平均值要高。它也高于2003年至2008年间南极东部冰架的平均融化速度，后者每年约为2英尺（0.7米）。要高。这也高于2003年至2008年间南极东部冰架的平均融化速度，后者平均融化速度每年约为2英尺（0.7米）。 该研究小组于3月23日在美国地球物理联合会的《地球物理研究快报》杂志上发表了他们的评估结果。 该项目由美国国家航空航天局的冰冻圈计划资助，并得到了意大利航天局和德国航天局的支持。数据和河床地形图是公开的。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/huge-east-antarctic-glacier-especially-susceptible-to-climate-impacts

2011年，NASA在执行ICESCAPE任务时拍摄到了北极海冰的照片，ICESCAPE的意思是“气候对北极太平洋环境的生态系统和化学的影响”。这是一项船载研究，旨在研究北极变化的条件如何影响海洋的化学和生态系统。 大部分研究是在2010年和2011年夏天在波弗特海和楚科奇海进行。 来源：NASA/Kathryn Hansen NASA的一项新研究显示，由于海冰迅速融化，北极的主要洋流更快，更湍急。洋流是脆弱的北极环境的一部分，现在已经被淡水淹没，这是人为引起的气候变化的结果。 利用12年的卫星数据，科学家们测量了这种被称为波弗特环流的环流是如何不稳定地平衡大量涌入的冷水和淡水的——这种变化可能会改变大西洋的洋流，并使西欧的气候变冷。 波弗特环流通过在海洋表面附近储存淡水来保持极地环境的平衡。风以顺时针方向绕着加拿大和阿拉斯加北部的北冰洋西部旋转，自然地从冰川融水、河流径流和降水中收集淡水。这种淡水在北极很重要，部分原因是它漂浮在温暖的咸水之上，有助于保护海冰免于融化，进而有助于调节地球的气候。在几十年的时间里，环流缓慢地将这些淡水释放到大西洋中，让大西洋洋流将其少量带走。 但自1990年代以来，该环流已积累了大量淡水-1,920立方英里（8,000立方公里）-几乎是密歇根湖的两倍。发表在《自然通讯》杂志上的这项新研究发现，淡水浓度增加的原因是夏季和秋季海冰的减少。几十年来，北极夏季海冰覆盖面积的减少使得波弗特环流更容易受到风的影响，风使环流旋转得更快，并将淡水截留在洋流中。 20多年来，持续的也在一个方向上拖曳着环流，增加了顺时针环流的速度和大小，并阻止了淡水离开北冰洋。这种持续数十年的西风对该地区来说是不同寻常的，在此之前，风向每5到7年就会改变一次。 科学家们一直在关注波弗特环流，以防风向再次改变。风向一旦改变，风向就会逆转环流，使环流逆时针方向流动，同时释放积聚的水。 “如果波弗特环流将过量的淡水排放到大西洋中，可能会减缓其循环。这将对西半球的气候产生影响，特别是在西欧。”这项研究的主要作者、美国宇航局喷气推进实验室的极地科学家汤姆·阿米蒂奇说。 从北冰洋释放到北大西洋的淡水会改变地表水的密度。正常情况下，来自北极的水会把热量和水分流失到大气中，然后沉入海底，把来自北大西洋的水像传送带一样输送到热带地区。 这一重要的洋流被称为大西洋经向翻转环流，它将热量从热带温暖的海水输送到欧洲和北美等北纬地区，从而帮助调节地球的气候。如果其放慢速度，可能会对海洋生物和依赖它的群落产生负面影响。 “我们预计墨西哥湾暖流不会停止，但会受到影响。这就是为什么我们如此密切地监测波弗特环流的原因。”论文的合著者、马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的极地科学家阿莱克佩蒂说。 研究还发现，尽管波弗特环流由于风增加的能量而失去平衡，但水流通过形成小的、圆形的水漩涡排出了多余的能量。尽管湍流的增加有助于保持系统的平衡，但它有可能导致更多的冰融化，因为它将冷的淡水层与下面相对温暖的盐水层混合。融化的冰进而会改变海洋中的营养物质和有机物质的混合方式，对北极的食物链和野生动物产生重大影响。结果显示，在气候变化的影响下，随着海冰的消退，风和海洋之间出现了微妙的平衡。 佩蒂说:“这项研究表明，海冰的消失对我们的气候系统产生了非常重要的影响，而我们只是刚刚发现这一点。” 来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/arctic-ice-melt-is-changing-ocean-currents

从太空中拍摄到的地球冰川和冰原的新延时视频——有些已有近50年历史——为科学家提供了了解地球冰冻区域变化的新视角。 从太空中拍摄的地球冰川和冰原的新延时视频跨越了近50年，为科学家们提供了了解地球冰冻区域变化的新视角。 来源：NASA / Matt Radcliff 在12月9日于旧金山举行的美国地球物理联合会年会上的一次新闻发布会上，科学家使用来自包括NASA-U.S. 地球资源探测卫星(Landsat)任务在内的卫星数据发布了阿拉斯加，格陵兰和南极洲的新时间序列图像。一系列的图片说明了阿拉斯加冰川的巨大变化，并可能警告未来哈伯德冰川的消退。在格陵兰岛，不同的卫星记录显示，从2000年开始，冰川消退速度加快，而在过去十年里，融水湖向更高的海拔蔓延，这可能会加速冰的流动。在南极的冰架上，从太空中可以看到隐藏在冬季积雪下的湖泊。 阿拉斯加费尔班克斯大学(the University of Alaska Fairbanks)的冰川学家Mark Fahnestock利用从1972年到2019年的地球资源卫星拍摄的图像，将阿拉斯加和育空地区所有冰川的6秒延时图像都拼接在一起。 “现在，我们已有如此漫长而详尽的记录，使我们能够了解阿拉斯加发生了什么。”Fahnestock说，“当您播放这些影片时，您会感觉到这些系统的动态性以及冰流的不稳定程度。” 在2019年6月的地球资源卫星图片中，格陵兰岛的彼得曼冰川表面形成了融水湖。一项新的研究发现，格陵兰岛融水湖的数量正在增加，融水湖的海拔也在增高。 影像来源：NASA / USGS 他说，这些视频清楚地说明了气候变暖对阿拉斯加冰川的影响，并强调了不同冰川如何以不同的方式做出反应。一些迹象表明，潮涌会暂停几年，或者在曾经结冰的地方形成湖泊，甚至是山体滑坡的碎片流入大海。其他冰川显示出的模式为科学家们提供了冰川变化的线索。 例如，当1972年发射第一颗陆地卫星时，哥伦比亚冰川相对稳定。但从20世纪80年代中期开始，冰川前缘开始迅速消退，到2019年，上游距离冰川12.4英里(20公里)。相比之下，哈伯德冰川在过去48年里已经前进了3英里(5公里)。但是Fahnestock的延时拍摄以一张2019年的图片结束，图片显示冰川上有一个大的凹陷，那里的冰已经断裂。 他说:“这是近50年来哈伯德冰川首次出现崩裂的迹象，它一直在打破历史记录。”他表示，如果这种冰穴在未来几年持续存在，这可能是哈伯德面临变化的一个迹象。“卫星图像还显示，在哥伦比亚冰川消退之前的10年里，就存在这种冰穴。” 陆地资源卫星提供了最长的连续的地球空间记录。美国地质调查局对旧的陆地资源卫星图像进行了重新处理，使Fahnestock能够挑选出每条冰川在夏天最清晰的陆地资源卫星图像。利用谷歌地球引擎的软件和计算能力，他创作了一系列延时视频。 科学家们也在利用长期的卫星记录来观察格陵兰冰川。俄亥俄州立大学的Michalea King分析了1985年Landsat任务的数据，研究了超过200个格陵兰岛的大型出口冰川。她研究了冰川前缘退缩了多远，冰川流动的速度有多快，以及在这段时间里冰川消失了多少。 她发现，从1985年到2018年，格陵兰岛的冰川平均消退了约3英里(5公里)，但消退最快的时期是2000年至2005年。当她观察流入海洋的冰川数量时，她发现在有记录的前15年里，冰川数量相对稳定，但在2000年左右开始增加。 “与过去相比，这些冰川正在向海洋崩解更多的冰，”King说。“在1985年至今的记录中，冰川退缩和冰川质量损失的增加之间有着非常明显的关系。英国利物浦大学的James Lea利用卫星数据研究了格陵兰岛冰川和冰原顶部的冰融化情况，从而形成了融水湖。 Lea说，这些融水湖直径可达3英里(5公里)，在几小时内就能从冰中流过，这可能会影响冰的流动速度。Lea利用谷歌地球引擎的计算能力，利用Terra卫星上的中分辨率成像光谱仪(MODIS)，分析了格陵兰冰原在过去20年里每个融化季节每天的图像——总共超过18000张图像。 “我们研究了冰原上每年有多少个湖泊，发现在过去20年里湖泊数量呈上升趋势:增加了27%。”Lea说。“我们也在越来越多的高海拔地区发现湖泊，我们原本期望到2050年或2060年前才会在这些地区看到湖泊。” 他说，当这些高海拔的融水湖冲过冰盖并排干水过程中，可能会导致冰盖加速融化，使冰层变薄，加速其消亡。 研究极地特征并不总是需要几十年的数据——有时只需要一两年就能提供见解。南极冰盖表面正在融化，但在地表以下几米的地方也有湖泊，它们被层层积雪隔绝。为了弄清这些地下湖泊的位置，科罗拉多大学博尔德分校( the University of Colorado, Boulder)的Devon Dunmire使用了欧洲航天局Sentinel-1卫星的微波雷达图像。水和冰对于微波辐射基本上是看不见的，但是液态水强烈地吸收它。 Dunmire在AGU会议上提出的新研究发现，南极半岛附近的乔治六世和威尔金斯冰架上散布着湖泊，甚至有一些在整个冬季都保持液态。 她说，这些隐藏的湖泊可能比科学家们想象的更常见。她指出，她正在继续在整个大陆的冰架上寻找类似的特征。 “关于这些地下湖泊的分布和数量，我们所知不多，但这些水似乎普遍存在于南极半岛附近的冰架上，”Dunmire说，“这是需要了解的一个重要组成部分，因为已经证明融水会破坏冰架的稳定性。” 有关地球资源卫星和即将到来的地球资源卫星9号任务的更多信息，请访问：https://nasa.gov/landsat 或 https://usgs.gov/landsat