山地冰川的冰量可能比以前想象的要少

山地冰川是全球近四分之一人口的重要水源。但是，要弄清楚它们到底有多少冰——以及在全球变暖中冰川缩小时将有多少水可用——是出了名的困难。

在一项新的研究中，科学家们绘制了超过 200,000个冰川的速度图，以便更接近答案。他们发现，就格陵兰岛和南极冰盖以外的地球冰川对海平面上升的贡献而言，广泛使用的冰川冰量估计值可能会下降约 20%。

Mathieu Morlighem是冰盖建模的领导者，也是该研究的合著者，他解释了为什么新结果对依赖冰川季节性融水的地区发出了警告，但在海平面上升的大画面中几乎没有体现出来。

1. 如果山地冰川的冰量比以前认为的要少，这对依赖冰川取水的人来说意味着什么?

在全球范围内，近 20 亿人依赖高山冰川和积雪作为主要饮用水源。许多人还依赖冰川水进行水力发电或农业，尤其是在旱季。但随着气候变暖，全球绝大多数冰川在一年中失去的质量比增加的多，而且它们正在慢慢消失。这将深刻影响这些人群。

这些社区需要知道他们的冰川将继续提供水多久，以及随着冰川消失会发生什么，以便他们做好准备。

在大多数地方，我们发现总冰量明显低于先前的估计值。

例如，在从委内瑞拉到智利北部的热带安第斯山脉，我们发现冰川中的冰比以前认为的少了约 23%。这意味着下游人口适应气候变化的时间比他们计划的要少。

即使在阿尔卑斯山，科学家们有很多直接的冰厚度测量，我们发现冰川可能比以前认为的少 8%。

最大的例外是喜马拉雅山脉。我们计算出，这些偏远山区的冰可能比之前估计的多 37%。这为依赖这些冰川的社区赢得了一些时间，但这并没有改变这些冰川正在随着全球变暖而融化的事实。

政策制定者应该查看这些新的估计来修改他们的计划。我们没有在这项研究中提供对未来的新预测，但我们确实提供了对冰川及其供水情况的更好描述。

2. 这些发现如何影响对未来海平面上升的估计?

首先，重要的是要了解随着气候变暖，冰川融化只是导致海平面上升的一个因素。今天海平面上升的大约三分之一是由于海洋的热膨胀——随着海洋变暖，水膨胀并占据更多空间。另外三分之二来自缩小的山地冰川和冰盖。

我们发现，如果不包括格陵兰岛和南极洲的大冰盖在内的所有冰川都完全融化，海平面将上升约 10 英寸而不是 13 英寸。考虑到海洋的大小，这听起来可能有很大的不同，但你必须正确看待事物。南极冰盖的完全解体将使海平面上升190 英尺，格陵兰冰盖将上升24 英尺。

我们在这项研究中讨论的 3 英寸不会对当前的海平面上升预测提出质疑。

3. 为什么很难弄清楚冰川的冰量，你的研究做了什么不同的事情?

您可能会对偏远山区冰川的一些基本特征仍有多少未知数感到惊讶。

自 1970 年代以来，卫星改变了我们对冰川的理解，它们提供了越来越清晰的冰川位置和表面积图。但是卫星无法“穿透”冰层。事实上，对于世界上 99% 的冰川，没有直接测量冰层厚度的方法。科学家们花费了更多时间绘制格陵兰岛和南极洲冰盖及其下方的地形图，我们在那里进行了更详细的体积测量。例如，宇航局专门开展了一项完整的空中任务“冰桥行动”，以收集格陵兰岛和南极洲的冰层厚度测量值。

科学家们已经提出了各种技术来确定冰川的体积，但对于偏远山区冰川的不确定性一直很高。

与以前的研究相比，我们做了一些不同的事情。我们使用卫星图像来绘制冰川的速度图。冰川冰，当它足够厚时，就像浓稠的糖浆一样。我们可以使用两张卫星图像测量冰的移动距离，并绘制它的速度图，速度从每年几英尺到大约 1 英里。绘制超过 200,000 条冰川的位移地图并非易事，但这创造了一个前所未有的数据集。

我们使用冰速的新信息和冰变形的简单原理来确定这些卫星图像的每个像素处的冰厚度。简而言之，我们从太空观察到的冰速是由于冰在其床上滑动以及其内部变形所致。内部变形取决于其表面坡度和冰层厚度，其床层的光滑度取决于其底部冰层的温度、液态水的存在与否以及下方沉积物或岩石的性质。一旦我们可以校准冰速和滑动之间的关系，我们就可以计算冰的厚度。

为了绘制所有这些冰川的流速，我们分析了由欧洲航天局和宇航局的卫星收集的 800,000 对图像。

当然，与任何间接方法一样，它们并不是完美的估计，随着我们收集更多数据，它们将得到进一步改进。但我们在降低整体不确定性方面取得了很大进展。