[成果]全球院程晓教授团队PNAS发文揭示南极冰架减退机制

12.03.2015  10:37

  日前,我校全球变化与地球系统科学研究院程晓教授团队在美国科学院院刊(PNAS)发文,揭示在全球变暖背景下,海洋驱动南极冰架变薄,并由此加剧冰架的崩解和退缩,表明海洋对南极冰架的崩解起着关键作用。

  程晓教授介绍说:“南极冰架是巨大的南极冰盖流出漂浮在海洋上的部分,对南极冰盖形成重要的顶托作用,有助于抑制内陆冰盖物质流失。冰架的底部消融和前端崩解就是南极对全球海平面上升的贡献。”

  尽管冰架崩解在南极冰盖物质平衡中扮演着重要的角色,但对全南极范围内冰架崩解量的直接测量却从未开展,主要是因为数据处理的工作量太大。程晓团队迎难而上,分析处理了近万幅雷达卫星影像利用这些卫星图像,首次精确测量了绕整个南极海岸线崩解出的面积大于1 km²的冰山及所有冰架的“健康”状态。而在此之前,国际上的研究仅关注大于100 km²的冰山。

  “我们发现,在一些大冰架缓慢增长的同时,许多较小的冰架却在快速萎缩,从底部消融入海;那些频繁发生崩解的冰架同时也在变薄。这个发现意味着,冰架崩解是被科学界忽视了的冰架物质流失的一个重要因素,且崩解对海洋强迫比预期稳态估计下的更敏感。”
刘岩博士对文中的数据做了进一步的说明,“我们以直接观测为依据估算了南极由冰架崩解和底部消融导致的物质损耗量。结果显示,2005-2011年间南极冰架的年崩解量为755±24亿吨,仅为每年1516±106亿吨底部消融率的一半。我们观测到许多退缩的冰架正在变薄,而由崩解导致的冰架净物质损耗量(302±27亿吨/年)与由底部消融导致的冰架净物质损耗量(312±14亿吨/年)相当。”

  该文的编辑、法国科学院院士Anny Cazenave指出,该研究结果将有助于提高未来冰盖模式模拟的准确性和未来海平面升高预测精度。相关成果公布在PNAS杂志3月在线版上。

  围绕这篇论文,我校将于近期发布2005-2011年南极冰架崩解数据集,包括空间尺度在1 km²到3115 km²的579个年崩解事件的地理位置、监测时间、面积和质量。这是有史以来人类对南极冰架崩解做出的最精确和细致的数据。

  《美国科学院院刊》(PNAS)是与Nature、Science齐名,被引用次数最多的综合学科文献之一,自1914年创刊至今,PNAS提供具有高水平的前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文以及美国国家科学学会学术动态的报道和出版。

(全球变化与地球系统科学研究院、新闻中心)