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目击格陵兰的融化

作者: 南方周末记者 黄永明 2009-07-08 17:43:42 来源:南方周末

加速流动的冰川

这是杰森第18次来格陵兰远征。从1994年开始到2005年,他每年都会来到格陵兰。在那个阶段里,他参与的是美国宇航局的一个研究项目,重点研究冰盖收支平衡的情况,也就是降雪与消融之间的平衡,观察冰盖对气候变动的短期和长期响应。

在那个时候,诸如“气候变化”和“全球变暖”这样的词汇还非常年轻。“我们并不以为格陵兰会是个重要的地方,因为那个时候的常规观点是,冰盖移动得非常缓慢,对气候也没有响应。”杰森在“极地曙光号”的酒吧里对南方周末记者说,“但是这种认知现在已经大大改变了。”

到了2002年,冰川学家才真正开始严肃地考虑气候变化对冰川的影响。美国宇航局戈达德飞行研究中心的杰·兹沃利(Jay Zwally)发表的一篇论文给出了GPS观测的结果,显示了夏天格陵兰内陆的冰在加速融化,速度加快了60%。实际上,现在这一速度更快了,在很暖的夏天达到了100%。

当时的冰川学家还只是认识到了气候和冰盖融化之间存在关联,而到了2007年和2008年,科学家又认识到了更为重要的事实:冰川正在以相当快的速度终结冰盖,冰川将冰送到海中的速度比内陆冰融化的速度快得多。相比之下,内陆冰盖融化的速度加快了一倍,这只在千年的尺度上有影响,而在短时间内产生影响的是冰川。

冰川与冰盖的区别在于,冰川是在山之间流动的,换句话说冰川是受到地面形状控制的,而冰盖如此之厚,以至于能把山都给埋起来,而且它并不被地面所控制。冰川是内陆冰盖的开口,就好像巨大水池的狭窄出口,它们将冰盖中积存了上万年的冰放出去。

与最厚处达到3.4千米的冰盖相比,最厚的冰川大概能达到900米,随着它们离海越来越近,厚度也在迅速降低,最后薄到大约10米。它们在往外流动的过程中变得越来越薄,是因为与水接触以后融化最快——这一点在科学上其实是一项相当晚近的发现。在1990年代,科学家并不知道漂着的冰川的底部的融化是多么重要,而现在他们已经完全不会忽视这个方面。

实际上,表面融化和底部融化都是重要的。虽然底部融化的速度要快得多,但表面融化之所以重要,是因为冰盖上有很大的面积都在进行表面融化。如果融化的水流进一条裂缝,那它就很可能把冰分开,一直钻到冰底下去。

冰川照相机

6月26日早上6点多,杰森就乘直升机出去了,他要在这一天收回两年前放在冰川附近的照相机。

在冰川附近放上数码相机进行拍照,有些冰川学家称这一研究方法正在变革冰川学。其实早在1980年,就有一些来自美国阿拉斯加的学者用胶片摄像机拍摄冰川,但由于寒冷和电池的原因,效果并不好。在1996年到2005年之间,又开始出现用数码摄像机拍摄和研究冰川。

与以上这些都不同,杰森用的是尼康D200型数码相机,相机加装了手柄,以便能多放一块电池。他将相机放在一个灰色的小箱子里,箱子的一侧有窗户,这样既不影响拍照又对相机起了保护作用。相机上还加了一个电子装置,能够控制相机每隔一段时间便自动拍摄一张照片。机箱由一个结实的三脚架支起,另一端连着一大块笨重的电池。三脚架上还有一块中国制造的太阳能板,在白天的时候,太阳能板把阳光转化为电能贮存到大电池中,电池充满电的状况下能供相机使用整整一冬天。

“还没有人成功地将相机长时间放在冰川边上。”杰森说,“如果要一两个人扎营在那里拍照,那会是很大的工作量。”

杰森的照相机在冰川旁自动地每隔一小时或半小时拍摄一张照片,整年不息。这是卫星观测所做不到的。

如果用卫星做相似的事情,时间尺度最短也在10天到20天。“你用GPS能够做到一秒钟得到一次数据,但你只得到冰川表面的一个点,而用相机你得到非常多的点。”杰森说。

他认为,这种观测方法的真正革命性的地方在于,让科学家看到冰川裂缝的形成,能够测量一片冰掉下来需要多少时间,并且能够了解到冰川前缘的水有多深,而比这些都更加重要的是,以一小时或半小时的间隔测量冰川流动的速度。

那是疲惫的一天,杰森一早出去,直到27日的凌晨1点半才再次回到船上。他一共跑了八个点,收回了12台照相机——有的观测点放了两台。18个小时以后,他就在餐厅向船上所有人展示了相机带回的图像。

数据的处理过程很快,照片被连贯起来播放,形成极为罕见的视频。画面中可以清晰看到冰川快速流动、破裂、快速崩塌的过程,景象令人瞠目结舌。当南方周末记者用摄像机录下他在大屏幕上播放的视频时,他有意阻止了对其中某段视频的拍摄,说是不想吓到他的同行。那天晚上他把所有的内容讲了两遍,船上的随行摄影师尼克则津津有味地听了两遍。

杰森和他的同事获得了冰川每天流动的情况,这是之前没有人做到过的。他们发现,当日光强烈的时候,冰川就流动更快,非常敏感。比如说,冰川旁边有一座山,太阳一从山那边升起来,冰川就做出反应,比他们之前能够想象的还要敏感。

他们已经发现,冰川流动的速度不是恒定的,当表面在融化的时候,冰川的流动速度就更高。它们在白天加速,或者在气温较高的时候加速。而且,在较暖的气候中,加速流动的时间会更长。“我喜欢说,随着气候变暖,冰川流动得更快,时间更长。”杰森说。所以这是多重效应:当流动更快加上加速的时间更长,那速度的增加就不是线性的了。杰森和同事们用相机观察到了这一点。

在他们的视频中,昼夜之间能够看到冰川流动速度的周期,而如果是多云的天气,就看不到多少加速。在白天,速度会增加高达50%。但这是冰川前缘的情况,因为杰森只观测了前缘的情况;如果是在冰川深入陆地的部分,速度也可能并不会增加这么多。

无可挽回的时刻

美国斯坦福大学的史蒂芬·施耐德(Stephen Schneider)教授在今年4月份发表在英国《自然》杂志上的一篇文章中说:“对于格陵兰来说……我预测,有些许的可能性是,融化的水将热量带到冰盖底下,这已经造成了冰盖无可挽回的消融。如果气温再升高1度,那我将这种可能性增加到25%;如果升高2度,那这种可能性就是60%。如果是3度的话,由于这个系统是高度非线性的,那可能性就是90%。”

对于“无可挽回”的开始,人们常常用“拐点”这个词来表达。在三年前,《自然》杂志就曾统计过,英国的报章在五个月的时间里有234篇文章提及气候的“拐点”。

但究竟什么样的情况才意味着气候到达了拐点,以及拐点在什么时候会到来,科学家们并没有一致的答案。再被问及格陵兰的冰盖什么时候会到达拐点时,杰森略微思考了一会儿,然后说,当冰的表面融化量比降雪量更多的时候。

好消息是,目前冰的表面融化量还没有大过降雪量,只是在变化的趋势上前者超过了后者。格陵兰之所以每年都在失去大约200立方千米的冰,是因为它除了表面融化外,它的底部还在融化,以及放出大量的冰山。

在对冰芯的研究中,科学家已经发现,在14000年前的冰期结束后,格陵兰曾经变得温暖,而且在这之后温度也时有起伏。公元800年到1300年间,出现了中世纪温暖期,维京人在这个时候踏上了格陵兰。那时的温度曾跟现在不相上下。而公元1300年以后,小冰期又出现了,气温迅速下降。那么,格陵兰现在是否又在经历相似的过程呢?

“与公元800年到1300年那段历史不同的是,现在人类在为大气增加太多的二氧化碳,所以并没有先前的情况可与今天的情况做对比。”杰森说,“我们所知道的就是气候继续变暖的可能性很大。但真正如何发生,是不确定的。但不确定性并不代表会有很大的降温的可能。也许会有一年、五年的冷的年份,但你如果看30年,那这一点的波动是很小的。所以它是个长期的趋势。”

“有趣的是,科学使用怀疑来促使自身发展,所以怀疑是科研过程的一个自然的和重要的部分。大部分的关于气候变化的科学论文都已经对自身的研究持有怀疑,所以如果你读IPCC的报告,就会看到它用词极其谨慎。所以那已经是一份相对保守的文件。”杰森补充说。

“人类活动是引起气候变化的最强的因素。”他继续说道,“如果我必须打赌的话,我会说是的,气候会继续暖化。”

6月28日下午,“极地曙光号”顺利到达了Petermann冰川,杰森又开始忙碌起来,乘坐直升机为这里安装新的冰川照相机。

船只在这里做了短暂的停留,便继续北上,行程之紧张就好像是在参与一项竞赛。从卫星图片上看,格陵兰和加拿大之间的冰桥很可能会在短时间内断裂。这种状况一旦发生,北冰洋的大量海冰可能会顺着海峡直冲下来,将船体包围,船就有可能会被困在Petermann。所以,现在的当务之急是去冰桥看看那里的情况。

冰桥所在位置已经超过北纬82度。

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责任编辑: 朱力远 网络编辑: 莫希
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