一些專家將這一訊息視為一線希望:科學家發現,最近南極洲東部的降雪量增加,這可能會減少南極洲西部的大量融化,從而減少海平面上升。這個前景令人欣慰,因為我們這個世界底部巨大的冰凍沙漠蘊藏著大約 200 英尺的潛在海平面上升。但其他科學家認為,事情並非如此簡單。
長期以來,科學家們一直認為,氣溫上升會導致空氣中可以容納的水汽量增加。他們還懷疑這會導致南極洲的降雪量增加,但觀測資料很少,而且分佈稀疏。因此,美國宇航局的研究科學家 Brooke Medley 和她的同事分析了從南極洲東部非洲南端正南方向的毛德皇后地厚厚冰蓋中提取的 500 英尺深的冰芯。
如此長的冰芯包含著 2000 年前的降雪記錄,這使得研究小組發現,今天的降雪量比工業化前時代高出 25%。更重要的是,當研究小組將觀測結果與全球氣候模型進行比較時,他們發現降雪量的積累速度超過了模型預測——這一結果可能意味著海平面不會像之前認為的那樣上升那麼多。“這並非全是厄運和沮喪,”Medley 說。該團隊本月早些時候在《地球物理研究快報》上發表了結果。
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但是,為什麼降雪增加意味著海洋上升減少呢?答案與南極洲微妙的質量平衡有關——透過降雪獲得的冰量與透過融化損失的冰量之間的差異。在一個氣候恆定的世界中,這種差異將為零;巨大的冰蓋部分會增加質量,而其他部分會減少質量。“這是一種平衡行為,或者說,是兩種過程之間的拉鋸戰,”Medley 說。即使更強烈的融化會帶走越來越多的冰,但增加的水會蒸發到大陸周圍的寒冷空氣中,並作為雪落回冰蓋上。大陸可能會發生一些形態變化,可能融化的西部冰蓋較低,多雪的東部冰蓋較高,但質量保持不變,不會導致海平面上升。
然而,當其中一個過程佔據上風時,就會發生不平衡——這將導致冰蓋要麼增大,降低海洋的高度,要麼縮小,升高海洋的高度。今天南極洲的情況似乎就是這樣。普遍的觀點是,由於冰川湧向海洋,冰山破碎入海以及融水彙集在地表造成的融化量,遠遠超過了增加的降雪量。毫無疑問,大陸會縮小,海洋會上升。最大的問題是上升幅度會有多大。
不幸的是,答案並不像在基本代數方程中加減冰那樣簡單。“一方面,如果我們只看降雪量,它會減輕質量損失,”哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的地球物理學家 Indrani Das 說。“但是,降雪量增加是有代價的。”
代價是各種副作用,這些副作用將繼續迫使海平面上升,而不是下降。隨著時間的推移,冰蓋似乎以慢動作從陸地向下流入海洋,並作為冰架延伸到水面上。德國波茨坦氣候影響研究所的氣候科學家 Anders Levermann(他沒有參與這項新研究)表示,增加降雪量可以使更多的冰進入海洋。這是因為雪部分落在陸地上,在那裡它增加了表面高度,部分落在漂浮的冰架上,在那裡它實際上將冰架向下推入水中。結果是坡度更陡峭,從而導致流速更快。而且這種影響不小——2012 年,Levermann 與人合著了一項研究,證明額外降雪產生的冰的 30% 到 65% 會滑回海洋。
風是另一個因素。瑞士聯邦理工學院的雷達氣象學家 Alexis Berne 和他的同事去年發表了一項研究,認為雪花在落地前會消失——是的,消失。原因是寒冷乾燥的氣流,稱為下降風,它從高冰高原向下流向海岸。當雪落在海岸附近時,它會遇到這種空氣並變成水蒸氣。“這就像一個魔術師,”拉蒙特-多爾蒂的地球物理學家 Marco Tedesco 說。“你那裡有雪,然後——砰——它就進入大氣層了。”
Berne 的研究估計,下降風可能會導致南極洲東部邊緣的降雪量減少 35%。雖然他的團隊尚未計算出具體數字,但他懷疑,全球變暖只會使這種影響更加極端。儘管 Medley 的研究發現降雪量有所增加,但 Berne 懷疑這種影響可能不會持續。Tedesco 甚至認為,那些風可能已經將雪吹到了 Medley 的測試地點。
很容易理解為什麼像英國布里斯托大學的冰川學家 Jonathan Bamber 這樣的科學家對將 Medley 的研究結果推斷到未來感到不安。“這是一個有趣的故事,但我認為你如何講述它真的取決於你位於溫度曲線上的哪個位置,”他說。證據來自格陵蘭島,那裡變暖的速度比南極洲快得多。在那裡,氣溫上升導致雪晶體合併成比以前更大的顆粒。根據 Tedesco 和同事在 2016 年進行的一項研究,這降低了它們的反射率,使它們比以前吸收更多的陽光,因此融化得更快。換句話說:降雪量增加可能——再一次——導致融化增加。
幸運的是,南極洲遠沒有格陵蘭島那麼溫暖,而且它的寒冷受到強烈的極地風的保護。但如果氣溫急劇上升,Tedesco 和 Bamber 都認為,今天在格陵蘭島看到的相同過程很可能會在南極洲發生。
最後,許多科學家認為,降雪是否真的能緩解海平面上升尚不清楚。然而,科學家們對整體情況達成了一致。國家冰雪資料中心的資深研究科學家 Theodore Scambos 指出,在氣候變暖的情況下,南極洲將會縮小。Tedesco 說,情況的嚴重性是顯而易見的。“南極洲是一個沉睡的巨人,它正在迅速醒來。”
