自然科普：巨型大氣河流或許能夠加速南極冰川融化


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廣袤的南極冰蓋存在于微妙的平衡之中。
它的質(zhì)量會隨著冰川消融或碎裂入海而下降，又會隨著降雪在冰川表面的凝結(jié)而增長。
但隨著氣候變暖，南極冰蓋的平衡正在被破壞。
南極冰蓋的消融速度大于其再生速度，因而導(dǎo)致全球海平面不斷升高。這一難題促使科學(xué)家們開始研究能夠影響南極冰蓋質(zhì)量穩(wěn)定的諸多因素。
越來越多的研究表明，巨型“大氣河流”可能有著重要但有時會被忽略的影響。
大氣河流由數(shù)條跨越天穹的巨大富水氣流帶組成。這些氣流帶通常起源于熱帶或亞熱帶，富含水汽，在全球范圍內(nèi)流動。當(dāng)它們登陸時，通常會帶來強降雨或強降雪。
對日益縮小的南極冰蓋來說，降雪聽起來好像是個好消息，但是降雪的影響實際上復(fù)雜得多。大氣河流在某些情況下會造成強降雪，但在有些時候會加速冰雪融化。
科學(xué)家們正在努力研究哪種效應(yīng)更強，以及地球氣候變暖是否會改變這種強弱關(guān)系。
“我認(rèn)為這依舊是一個亟待解決的問題?！绷_格斯大學(xué)（Rutgers University）的氣候科學(xué)家、博士后研究員Meredith Fish說到，“導(dǎo)致兩種不同影響的風(fēng)暴有何不同特征？”
一項發(fā)表在《地球物理研究通訊》（Geophysical Research Letters）上的新研究闡述了大氣河流對南極的復(fù)雜影響。
利用NASA的ICESat-2衛(wèi)星所收集的數(shù)據(jù)，這項研究將大氣河流事件與2019年南半球冬季期間西部南極洲不同尋常的強降雪天氣聯(lián)系起來。
衛(wèi)星數(shù)據(jù)幫助科學(xué)家們觀測南極冰蓋厚度的增減情況，以測量研究期間累積的冰雪數(shù)量。數(shù)據(jù)表明2019年5月到8月期間整個南極洲西部的冰雪厚度增加量反常，這一時期是南極洲一年之中最冷的時期之一。
研究人員發(fā)現(xiàn)冰蓋厚度的增長與南極洲西部的許多大氣河流事件同時發(fā)生。
研究表明大氣河流能夠?qū)е卤┰诙虝r間內(nèi)快速累積。但是這也有負面影響，特別是在氣候更溫暖的時期。該研究同時發(fā)現(xiàn)2019年到2020年期間大約90%的夏季大氣河流事件與南極洲西部的表面冰雪融化有關(guān)。
云層可能是罪魁禍?zhǔn)住Ｒl(fā)降雪落在冰蓋表面的云層同樣可以儲存其下方的熱量，暫時提高冰蓋表面的溫度。
“這一過程的確有趣而且矛盾。”該研究的主要作者、加州大學(xué)圣地亞哥分校斯克里普斯海洋研究所（University of California, San Diego's Scripps Institution of Oceanography）的博士研究生Susheel Adusumilli說道。
其他一些近期的研究也記錄了相同的、看似矛盾的現(xiàn)象。


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一篇2014年發(fā)表的文章將大氣河流與東部南極洲的強降雪聯(lián)系起來，與西部南極洲最近經(jīng)歷的情況類似。另一方面，一項2019年的研究發(fā)現(xiàn)大氣河流也與南極洲西部主要的冰雪消融事件有關(guān)。
大氣河流不僅會影響處在微妙平衡中的南極冰蓋，它也可能影響南極海冰。
去年發(fā)表在《科學(xué)進展》（Science Advances）上的一項研究發(fā)現(xiàn)，大氣河流至少與南冰洋中至少兩個主要的“冰間湖”有關(guān)?！氨g湖”是當(dāng)冰雪融化后在海冰中出現(xiàn)的巨大空洞。
科學(xué)家們?nèi)栽趪L試精確地分辨大氣河流何時會積聚冰雪而何時又會造成冰雪消融。
空氣溫度可能與之有很大關(guān)聯(lián)。如果外部環(huán)境變暖，那么更可能發(fā)生冰雪消融。但是根據(jù)上述新研究的共同作者、羅格斯大學(xué)（Rutgers University）科學(xué)家Fish的說法，大氣河流也被發(fā)現(xiàn)有時在冬季期間加快冰雪消融。
“除了溫度之外是否還有其他因素能夠造成不同影響，這仍舊是一個亟待解決的好問題?！盕ish說道。


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氣溫更高，水汽更豐，消融更快？
隨著氣候變暖，這些問題變得越來越重要。
一方面，更高的空氣溫度會提高在整個地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重冰雪消融事件的可能性。另一方面，模型結(jié)果表明氣候變化可能會加強南極洲的大氣河流。
一些研究認(rèn)為這可能已經(jīng)發(fā)生了。
一項去年發(fā)表在《地球物理研究通訊》（Geophysical Research Letters）上的研究發(fā)現(xiàn)，南半球的大氣河流在過去數(shù)十年間一直在往南極極點移動。這可能與南極洲周圍風(fēng)力的加強有關(guān)，許多科學(xué)家認(rèn)為氣候變化至少是這種現(xiàn)象的成因之一。
如果未來大氣河流更頻繁地流經(jīng)南極洲，那么對科學(xué)家們而言弄清楚大氣河流如何影響冰蓋將是一件重要的事情。
南極洲每年已經(jīng)消融了超過2000億噸冰。大部分融冰來自于冰蓋邊緣的冰川分裂而后碎裂入海。但是科學(xué)家們懷疑隨著冰蓋表面持續(xù)變暖，未來表面消融會造成更大的冰蓋質(zhì)量損失。
目前科學(xué)家們并不認(rèn)為大氣河流真的造成了南極洲大量冰蓋質(zhì)量流失。Adusumilli說，即使在大氣河流引起冰蓋消融時，溫度通常也會相對較快地下降。這意味著大部分融水在流入大海前會重新在冰蓋上結(jié)冰。
不過在更溫暖的未來，一切都可能改變。
同時這也不是唯一需要擔(dān)心的理由。即使融水沒有流入大海，它也會在冰蓋上引起麻煩。
當(dāng)液態(tài)水聚集成小水塘?xí)r，它們有時可能會滲入冰蓋的裂縫中。而重新結(jié)冰后，它們的體積會膨脹進而導(dǎo)致冰蓋裂縫變寬。這一過程即“水壓致裂”，在極端情況下，這會導(dǎo)致大塊的冰川分裂并且碎裂入海。
Adusumilli說，如果未來大氣河流能夠增加這些情況發(fā)生的可能性，那么它就值得被注意。
“未來的表面消融會如何作用于冰蓋是一個巨大的未知數(shù)。” Adusumilli說，“我不認(rèn)為表面消融本身是南極冰蓋質(zhì)量下降的主要因素。但是隨著冰原的開裂，表面消融的后續(xù)影響會非常嚴(yán)重，因而它是當(dāng)下研究最重要的課題之一。”
撰文：Chelsea Harvey
翻譯：常灝杰
審校：曾小歡
引進來源：科學(xué)美國人
引進鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/huge-atmospheric-rivers-could-quicken-antarctic-ice-melt/
本文來自：環(huán)球科學(xué)


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