格陵兰冰盖的冰量损失速度快于预测,如今海平面至少上升10英寸已成不可逆转的定局。
冰川学教授阿伦·哈伯德亲眼见证了冰川的消亡。
他说,用于长期海平面预测的复杂模型并不适用。
但他也认为,采取行动还为时不晚——必须立即限制化石燃料使用和排放。
我站在格陵兰冰盖边缘,被眼前令人震撼的自然毁灭景象深深吸引。一段宽达一英里的冰川前缘已经断裂,正在坍塌入海,并崩解出一座巨大的冰山。
高达三层楼的巨大冰塔像骰子一样被抛来抛去。这块庞大冰川冰体此前浸没在水下的部分刚刚冲出海面,掀起翻腾的漩涡,将数吨重的冰块高高抛向空中。由此引发的海啸从冰川崩解前缘向外扩散,淹没沿途一切。
所幸,我是在几英里外的一处悬崖顶上观看。但即便在这里,我也能感受到地面传来的地震冲击。
尽管景象壮观,我仍清楚地意识到,这对世界低洼海岸线而言又是一个令人不安的坏消息。
作为一名野外冰川学家,我研究冰盖已有30多年。其间,我亲眼目睹了一些令人瞠目结舌的变化。尤其是过去几年,变化发生的速度和规模之大令人不安。我珍视的教科书告诉我,冰盖的响应时间以千年计,但我们如今看到的并非如此。
一项发表于2022年8月29日的研究首次表明,格陵兰冰盖如今与当前北极气候严重失衡,已无法维持现有规模。它注定不可逆转地退缩至少59,000平方公里(22,780平方英里),面积远大于格陵兰的保护国丹麦。
即便今天所有导致全球变暖的温室气体排放都停止,我们发现,在当前气温下,格陵兰冰量损失仍将推高全球海平面至少10.8英寸(27.4厘米)。这高于当前模型的预测,而且是一个相当保守的估计。如果每一年都像2012年那样,当时格陵兰经历了一场热浪,海平面上升这一不可逆转的趋势将扩大三倍。鉴于我们已经经历过这样的气候状况,而非仅是假设的未来情景,这无疑是一个不祥预兆。
我们的研究采用了一种全新方法——依据观测和冰川学理论,而非复杂的数值模型。目前一代用于预测未来海平面上升的耦合气候与冰盖模型未能捕捉到这些新出现的过程,而我们观察到这些过程正在加剧格陵兰的冰量损失。
格陵兰为何走到今天这一步
格陵兰冰盖是一座巨大的冰冻蓄水库,形似倒扣的布丁碗。冰层始终处于流动变化之中,从内陆向边缘流动——内陆冰层厚逾1.9英里(3公里),寒冷多雪;到了边缘,冰层则融化或崩解成冰山。
总的来说,冰盖锁住了足够多的淡水,能够推高全球海平面24英尺(7.4米)。
格陵兰的陆地冰已存在约260万年,并随着二十余次“冰期”循环扩张和收缩;每次冰期持续70,000年或100,000年左右,其间穿插着约10,000年的温暖间冰期。每个冰期都由地球轨道的变化 所驱动,这些变化会调节到达地球表面的太阳辐射量。随后,积雪反射率(即反照率)、大气温室气体,以及在全球范围内重新分配热量的洋流,又会强化这些变化。
我们目前正处于间冰期——全新世。过去6,000年来,格陵兰与地球其他地区一样,受益于温和稳定的气候,冰盖也一直处于平衡状态,直到近年。自1990年以来,随着温室气体排放迅速增加,大气和海洋不断变暖,格陵兰的质量平衡已转为负值。融化加剧、降雨、冰流和冰川崩解造成的冰量损失,如今远远超过积雪带来的净增量。
未来会怎样?
关键问题是:格陵兰冰量损失的速度有多快?这对未来海平面上升意味着什么?
过去十年,格陵兰冰量损失使海平面上升约0.04英寸(1毫米),相当于每年全球海平面上升的这一数值。
这部分净损失来自表面融化和动力过程;后者会加快出口冰川流动,并分别因大气和海洋变暖而大幅加剧。其表现虽复杂,原理却很简单:冰盖不喜欢炎热天气,也不喜欢泡澡,而热浪正袭来。
至于未来会如何,答案就更难说了。
政府间气候变化专门委员会所用的模型预测,到2100年,格陵兰对海平面上升的贡献将约为4英寸(10厘米),最坏情况下为6英寸(15厘米)。
但这一预测与野外科学家在冰盖上亲眼观察到的情况相矛盾。
根据我们的研究结果,格陵兰将损失至少3.3%的冰量,超过100万亿公吨。这一损失已不可避免——这些冰必将融化并崩解成冰山,以重新恢复格陵兰与当前气候之间的平衡。
我们观察到许多模型未纳入的新兴过程,这些过程会增加冰盖的脆弱性。例如:
降雨增加正在加快表面融化和冰流。
大片冰面正在发生生物反照率变暗,这会加快表面融化;此外,冰面上积雪的融化与再冻结也会产生影响。颜色较深的表面会吸收更多太阳辐射,进一步推动融化。
温暖的亚热带源洋流正侵入格陵兰的峡湾,并迅速侵蚀出口冰川,从下方掏蚀并破坏其崩解前缘的稳定性。
冰面湖泊和河网正将水排入裂隙和冰川竖井,同时带入大量潜热。这种发生在冰盖内部和底部的“冰冻水力增温”会软化并融化冰床,进而加快冰盖内部的冰流,使冰体一路流向边缘。
模型的问题
问题之一在于,用于预测的模型是数学抽象,只纳入那些已被充分理解、可量化且被认为重要的过程。
模型将现实简化为一组方程,再由成组的高速计算机反复求解。包括我在内,任何从事前沿工程的人都知道,模型对于试验和检验想法具有内在价值。但模型无法取代现实和观测。显而易见,当前模型对全球海平面上升的预测低估了其在21世纪带来的实际威胁。模型开发者不断改进模型,但这并不容易,人们也逐渐意识到,用于长期海平面预测的复杂模型并不适用。
此外还有“未知的未知”——我们尚未意识到、模型也永远无法预见的过程和反馈。只有通过直接观测,真正钻入冰层,才能理解它们。
因此,我们的研究没有采用模型,而是基于经验证的冰川学理论,并以气象站、卫星和冰层地球物理观测所提供的二十年实际测量数据作为依据。
采取行动还为时不晚
社会所面临的风险极高,未来的危险也确实令人痛心,这样说还算轻描淡写。随着海平面上升,灾难性沿海洪灾可能造成的后果,对于生活在全球低洼沿海地区的约十亿人中的大多数来说,仍难以想象。
就我个人而言,我仍希望我们能够走上正轨。我不认为我们已经越过某个注定灾难的临界点,导致地球海岸线遭受不可逆转的淹没。根据我对冰盖的了解,以及我们这项新研究带来的认识,采取行动还为时不晚。
但必须立即限制化石燃料使用和排放,因为时间紧迫,海水正在上涨——速度快于预测。









