2018年格陵兰冰盖的状况

Icebergs are reflected in the calm waters at the mouth of the Jakobshavn ice fjord near Ilulissat in Greenland in this photo taken May 15, 2007. New York, Boston and other cities on North America's northeast coast could face a rise in sea level this century that would exceed forecasts for the rest of the planet if Greenland's ice sheet keeps melting as fast as it is now, researchers said May 27, 2009. Sea levels off the northeast coast of North America could rise by 12 to 20 inches more than other coastal areas if the Greenland glacier-melt continues to accelerate at its present pace, the researchers reported. REUTERS/Bob Strong/Files (GREENLAND ENVIRONMENT SOCIETY) - GM1E55S0A7P01
The ice sheet always gains more snow than the ice it loses.Image: REUTERS/Bob Strong/Files
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传统上,8月底标志着格陵兰冰盖融化季节的结束,此时冰盖从以融化为主转为以积雪为主。

一如往常,此时丹麦气象研究所(DMI)的科学家和我们在极地门户网站(Polar Portal)的合作伙伴会在经历一年的降雪和冰雪融化后评估冰盖状况。我们将天气预报模型的每日输出与计算积雪和冰体融化量的模型结合起来,计算冰盖的“表面质量平衡”(SMB)。

这一平衡核算了冰盖新增积雪与融化后流入海洋的积雪和冰川冰之间的收支。冰盖边缘的冰块断裂、形成冰山(即“崩解”)也会造成冰量损失,但这不计入此类平衡。因此,SMB始终为正值,也就是说,冰盖增加的积雪多于损失的冰量。

今年,我们计算得出的SMB总量为5170亿吨,比1981—2010年的平均值高出近1500亿吨,在有记录以来排名第六,仅次于2016—17融化季。

相比之下,记录中最低的SMB出现在2011—2012年,只有380亿吨,这表明SMB每年之间的变化可能很大。

我们必须等待来自GRACE后续任务卫星任务(GRACE-FO)的数据,才能了解今年的总质量平衡状况——这包括冰盖崩解以及冰盖底部的融化。不过,季末SMB相对较高,很可能意味着今年总质量平衡为零或接近于零,与去年相同。

2003—2011年间,格陵兰冰盖平均每年损失2340亿吨冰量。过去两年的质量变化持平,并不能——也不可能——开始弥补这些损失。这里的比较确实表明,任何一年的冰盖质量平衡都高度依赖区域气候变化和特定天气模式。

新雪

尽管今年的SMB值与2016—17年相近且同样偏高,但全年平衡的变化过程却大不相同。

下方图表展示了这两个年份的对比。2016—17年(上图蓝线)冬季一开始质量就大幅增加,之后走势与长期平均值一致;而2017—18年的SMB(下图蓝线)全年大致处于平均水平,直到夏季才有所变化。

Image: 丹麦气象研究所极地门户网站。

2017—18年冬季的降雪量接近长期平均值。尽管降雪很大,尤其是在格陵兰东部,但没有出现创纪录的风暴;前一个冬季则曾在2016年10月迎来前热带飓风马修和妮可。

下方地图显示了截至2017年(左)和2018年(右)8月冰质量的增加(蓝色区域)和损失(红色区域)。两个季节格陵兰东部的SMB都高于平均水平,而西部则出现了显著损失。

Image: 丹麦气象研究所极地门户网站。

融化季节于5月如常开始,但当月相对寒冷——Summit站位于格陵兰最北端,当月气温降至-46.3C(5月9日),创下新的月度最低纪录。此外,6月初的晚春降雪限制了融化,“消融”季节——冰体融化并从冰盖流入海洋的时期——直到6月最后一周才真正开始。

7月初,格陵兰南部大片地区再次降下新雪,补充了地表积雪并降低融化速度。新雪不仅意味着天气寒冷;与颜色较深的旧雪和裸露的冰川冰相比,新雪明亮且反射性强,因此也能减少融化,而旧雪和裸露冰川冰往往覆盖着泥土、灰尘和藻类。

通常,随着颜色较深的积雪和冰体裸露出来,夏季融化速度会加快,因为它们会吸收更多太阳能,进而导致更多融化,这种现象称为“冰雪反照率反馈”。今年夏天,频繁的暴雪多次为地表补充明亮的白雪,抑制了反照率反馈在整个季节中加速融化。

热浪与大西洋跷跷板效应

北半球许多地区经历了创纪录的炎热夏季,格陵兰的夏季却相当凉爽且多雪,尤其是6月。6月末的一场强风暴在8月最后两天给冰盖带来了大量降雪。

这种“跷跷板”模式是北大西洋涛动(NAO)的一个特征,也是大西洋上气候变化的来源之一。如果中欧和北欧相对温暖,格陵兰西部的气温就会低于正常水平,反之亦然。

下方的6月气温地图展示了这一现象。红色区域显示欧洲大部分地区地表偏暖,而格陵兰上空则有一大片蓝色区域。

这种天气模式持续了数周,这解释了格陵兰冰盖为何比往常更冷、降雪也比平常更多。

Image: 哥白尼气候变化服务 / 欧洲中期天气预报中心(ECMWF)

到8月中旬,欧洲持续的高温终于消退,斯堪的纳维亚恢复了较为正常的天气——下方的8月气温地图显示了这一变化。

这段时期,格陵兰北部也出现了强劲的偏南风。这些焚风强到足以将海冰从格陵兰沿岸吹离,而海冰通常会牢牢固定在那里。与此同时,气温也处于高位,包括莫里斯·杰苏普角录得17C的新高温纪录。该处位于格陵兰最北端。

Image: 哥白尼气候变化服务 / 欧洲中期天气预报中心(ECMWF)

总质量平衡及对GRACE-FO的期待

我们的分析表明,SMB的年际变化可能很大,并且高度依赖天气。那么,包含冰盖崩解和冰盖底部融化所造成质量损失的总质量平衡又如何呢?好消息和坏消息都有。

Image: NASA/比尔·英格尔斯

坏消息是,能够测量质量变化的GRACE卫星自2016年6月以来一直未能提供可靠数据。好消息是,它的后续卫星GRACE-FO已于5月发射,并已开始提供一些初步观测结果。

数据可用后,我们将能够更有把握地继续监测格陵兰的总质量平衡,并在极地门户网站发布最新信息。

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