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2月23日加速融化速度使格陵兰冰盖成为世界上最大的大坝格陵兰冰盖底部的融化率极高的原因

2022-12-20

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研究人员观察到格陵兰冰盖底部的融化率极高，这是由于大量融水从地表落到底部造成的。随着融水的下降，能量在一个过程中转化为热量，就像大型水坝产生的水力发电一样。由剑桥大学领导的一个国际科学家小组发现，融水……

研究人员观察到格陵兰冰盖底部的融化率极高，这是由于大量融水从地表落到底部造成的。随着融水的下降，能量在一个过程中转化为热量，就像大型水坝产生的水力发电一样。

2月23日加速融化速度使格陵兰冰盖成为世界上最大的大坝格陵兰冰盖底部的融化率极高的原因

由剑桥大学领导的一个国际科学家小组发现，融水从冰盖表面下降到冰床以下一公里或更远的影响是迄今为止世界第二大热源之下的最大热源。冰盖，导致其底部的融化速度非常快。

融水的润滑作用对冰川的运动和排入海洋的冰量有很大的影响，但直接测量一公里冰层以下的条件是一项挑战，尤其是在格陵兰岛，那里的冰川是世界上移动速度最快的地区之一。

由于缺乏直接测量，因此难以理解格陵兰冰盖的动态行为并预测未来的变化。由于冰的流失与融化和排放有关，格陵兰冰盖现在是全球海平面上升的最大单一贡献者。

现在，在《国家科学院院刊》上发表的一项研究中，剑桥领导的团队发现，在地表形成的融水的引力能在通过冰上的大裂缝传递到基地时转化为热量.

每年夏天，随着气温升高和每日阳光的增加，格陵兰冰盖表面会形成数千个融水湖和溪流。这些湖泊中的许多湖泊迅速流入冰盖底部，从冰中形成的裂缝和大裂缝中落下。随着溪流和河流的持续供水，地表和河床之间的连接通常保持开放。

作为资助的RESPONDER项目的一部分，剑桥斯科特极地研究所的 Poul Christoffersen 教授一直在研究这些融水湖，它们如何以及为何如此迅速地流失，以及它们对全球冰盖整体行为的影响气温继续上升。

目前的工作包括来自阿伯里斯特威斯大学的研究人员，是一项为期七年的研究的高潮，该研究的重点是商店冰川，格陵兰冰盖最大的出口之一。

克里斯托弗森说：“在研究冰盖和冰川的基础融化时，我们会研究摩擦、地热能、水结冰时释放的潜热以及上方冰层中的热量损失等热源。” “但我们没有真正看到的是排出的融水本身产生的热量。在地表形成的水中储存了大量的引力能，当它下落时，能量必须流向某个地方。”

为了测量基础融化率，研究人员使用了相位敏感的无线电回波探测技术，这是英国南极调查局开发的一种技术，之前曾在南极洲的浮冰盖上使用过。

“我们不确定这项技术是否也适用于格陵兰岛快速流动的冰川，”第一作者 Tun Jan Young 博士说，他在 Store Glacier 上安装了雷达系统作为其博士学位的一部分。在剑桥。“与南极洲相比，冰层变形速度非常快，夏季有大量融水，使工作复杂化。”

用雷达观测到的基础融化率通常与气象站在地表测量的融化率一样高：然而，地表接收来自太阳的能量，而基地没有。为了解释这一结果，剑桥大学的研究人员与加州大学圣克鲁斯分校以及丹麦和格陵兰地质调查局的科学家合作。

研究人员计算出，在 2014 年夏季，每天有多达 8200 万立方米的融水被转移到 Store Glacier 河床。他们估计，在融雪高峰期，落水产生的能量与冰川产生的能量相当。中国三峡大坝，世界上最大的水电站。在盛夏，格陵兰冰盖的融化面积扩大到近一百万平方公里，产生的水电比世界十大水力发电站的总和还要多。

“鉴于我们在高纬度地区目睹的气候变化情况，这种形式的水电很容易翻倍或三倍，当我们估计冰盖对海平面上升的贡献时，我们甚至还没有包括这些数字，”说克里斯托弗森。

为了验证雷达系统记录的高基础熔化率，该团队集成了来自安装在附近钻孔中的传感器的独立温度测量值。在基地，他们发现水的温度高达+0.88摄氏度，对于熔点为-0.40度的冰盖基地来说，这是出乎意料的温暖。

“钻孔观测证实，融水在撞击河床时会升温，”克里斯托弗森说。“原因是基础排水系统的效率远低于将水带入冰层的裂缝和管道。排水效率降低会导致水本身产生摩擦加热。当我们将这个热源从我们的计算中剔除时，理论融化速率估计值整整两个数量级。落水产生的热量正在自下而上融化冰，我们报告的融化速率完全是前所未有的。”

该研究提供了冰盖质量损失机制的第一个具体证据，该机制尚未包括在全球海平面上升的预测中。虽然高融化率是特定于冰下排水路径中携带地表水的热量产生的，但格陵兰岛产生的地表水量巨大且不断增长，几乎所有的水都排入了河床。