2023 年 5 月,世界气象组织呼吁对冰冻圈(地球表面被冰雪覆盖的区域)进行更多观测和研究。格陵兰岛的冰盖是世界第二大的;只有南极洲更大。
Ash Narkevic 是布法罗大学地质系的博士后研究员,他是 6 月份发表在《地球物理研究快报》上的研究论文的通讯作者,该论文主张采用一种新的方法来更好地监测冰川特征和变化。
利用这种方法,研究小组发现格陵兰岛的 Nioghalvfjerdsfjorden 冰川(也称为 N79)——长期以来人们预计在面对气候变化时将保持相对稳定——具有之前未被发现的特征,这些特征可能表明该冰川的稳定性不如科学家们所理解的那样。
布法罗大学艺术与科学学院地质系的教授兼主席 Beata Csatho 博士和研究教授 Toni Schenk 是该论文的共同作者。
眼睛在冰上
有关冰川的大部分数据是通过飞机和卫星收集的。
“在激光测高中,卫星或飞机使用激光来确定冰川的表面高度,”纳科维奇说。“这种方法非常精确,精确度在 10 厘米以内。另一种方法是数字高程模型,通常是根据视觉或光学立体图像创建的。”
数字高程模型 (DEM) 不太准确,但它们使科学家能够检查更广泛的区域。收集其他数据以帮助解释冰川行为,包括透冰雷达测量的冰川厚度。
科学家正在监测格陵兰岛的冰川,因为冰川融化会导致海平面上升。
Nioghalvfjerdsfjorden 冰川多年来一直受到监测。它拥有格陵兰岛最长的漂浮冰舌之一——冰川向海洋的漂浮延伸。这个冰舌有助于稳定冰川。N79 也是格陵兰岛最长冰流东北格陵兰冰流 (NEGIS) 的两个出口之一,流域面积超过 103,000 平方公里或近 40,000 平方英里。
冰川表面主要通过激光测高来监测。“想象一下你在一架飞机上,用手电筒瞄准地面,”纳科维奇说。“当你飞过时,你会得到很多信息,但仅限于手电筒照射到的信息。”
作者指出,问题在于“……基于测高的重建……根据这些稀疏数据对 N79 和其他冰川做出广泛的结论。” 因此,他们建议研究人员将 DEM 纳入其中,以显示更广阔的表面。然而,为了弥补 DEM 的不精确性,他们提出了一种使用激光测高数据的校正算法来提高精度。
高度测量和 DEM 的融合提供了新的见解
通过结合来自多个来源的数据,作者发现了 N79 特征中被忽视的变化。这些变化包括冰架底部靠近陆地与冰川浮舌交汇处的新通道,该区域称为接地线。它有可能完全切断冰川。
纳尔科维奇说:“这可能会导致大量冰融化到海洋中。” 其他特征也发生了变化,包括冰川下的排水模式。
“浮冰底部的巨大变化可能会非常迅速地发生,并且只在表面产生很小的信号,”萨索说。
观察和建模
Narkevic 对探索冰盖所涉及的计算模型很感兴趣。
“我喜欢将我的计算经验应用于我关心的环境问题,”纳科维奇说。“观察会限制你的模型,当你开发模型时,你会意识到哪里需要更多的观察。”
作者发现了 N79 冰架下方的快速基底通道,这有助于他们断言,更全面的模型对于了解冰川的变化具有巨大的潜力。这种理解可能会提高科学家预测海平面变化的能力。