美國加州大學(xué)爾灣分校牽頭的一項為期30年的綜合研究顯示，南極大陸邊緣與海洋接觸的陸地冰在部分脆弱區(qū)域出現(xiàn)顯著退縮，過去三十年凈失去的“著陸冰”面積累計達(dá)到約1.28萬平方公里，相當(dāng)于“大洛杉磯地區(qū)”面積的十倍。研究結(jié)果表明，雖然南極大部分冰蓋目前依然穩(wěn)定，但關(guān)鍵區(qū)域的快速消融正在為未來海平面上升埋下隱患。

這項研究由加州大學(xué)爾灣分校冰川學(xué)家主導(dǎo)，聯(lián)合美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室（JPL）等機(jī)構(gòu)，利用了來自多國航天機(jī)構(gòu)和商業(yè)公司的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，對1996年以來南極冰蓋“擱淺線”（即冰蓋從陸地過渡到接觸海水位置的分界線）進(jìn)行系統(tǒng)追蹤，并據(jù)此繪制出首張覆蓋整個南極、跨越三十年的擱淺線遷移地圖。論文已發(fā)表于《美國國家科學(xué)院院刊》。

研究發(fā)現(xiàn)，自1996年以來，南極約77%的海岸線區(qū)域擱淺線位置基本未發(fā)生遷移，顯示出高度穩(wěn)定性；但剩余約23%、主要位于西南極、南極半島以及東南極部分區(qū)域的冰川則出現(xiàn)了集中而劇烈的退縮，共計損失了約1.282萬平方公里的陸地冰，平均每年約退縮442平方公里，折算下來，約每三年就會減少一塊相當(dāng)于“大洛杉磯地區(qū)”面積的著陸冰。研究團(tuán)隊指出，這些區(qū)域也正是暖海水更容易侵入冰下、對冰蓋底部產(chǎn)生融蝕的“傷口地帶”。

在變化最劇烈的阿蒙森海與蓋茨（Getz）冰川等西南極區(qū)域，多條主要冰川的擱淺線在三十年間退縮了10至40公里不等，其中松島冰川（Pine Island）后退約33公里，被稱為“末日冰川”的思韋茨冰川（Thwaites）后退約26公里，史密斯冰川（Smith）則驚人地后退了約42公里。研究人員形象地將這種局部快速退縮比喻為“一個沒有到處被扎破的氣球，但在被刺穿的地方，傷口非常深”。

此次成果依托的是一個跨國、多源的衛(wèi)星“拼圖”。研究團(tuán)隊匯集了歐洲空間局ERS-1/2 和 Sentinel-1、加拿大的 RADARSAT 1、RADARSAT 2 及“星座任務(wù)”、日本的 ALOS/PALSAR 與 ALOS/PALSAR-2、意大利 COSMO-SkyMed、德國 TerraSAR-X、阿根廷 SAOCOM 等多項任務(wù)數(shù)據(jù)，同時也首次大規(guī)模利用了商業(yè)合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)。美國宇航局通過其“商業(yè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取計劃”（CSDA）提供資金支持和數(shù)據(jù)訪問，包括來自空中客車美國公司和位于爾灣的 ICEYE US 等企業(yè)的資料，芬蘭 ICEYE 總部則在研究團(tuán)隊此前對思韋茨冰川快速退化的監(jiān)測項目中就已與加州大學(xué)爾灣分校保持長期合作關(guān)系。

論文合著者、加州大學(xué)爾灣分校地球系統(tǒng)科學(xué)項目科學(xué)家伯恩德·紹伊赫爾（Bernd Scheuchl）表示，這項工作標(biāo)志著美國宇航局商業(yè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)計劃在極地研究領(lǐng)域的一個“里程碑式成果”，證明商業(yè)合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)可以有效補(bǔ)充各國航天機(jī)構(gòu)的長期觀測計劃，通過“虛擬星座”的方式，為關(guān)鍵區(qū)域提供接近“日更級”的遙感監(jiān)測能力。

研究人員指出，目前他們能夠較好地用暖海水侵入冰蓋底部的機(jī)制來解釋大部分退縮模式，尤其是在阿蒙森海和貝林斯豪森海附近的冰川區(qū)域。然而，在東北南極半島一帶，多條冰川的擱淺線同樣出現(xiàn)明顯后退，卻尚未發(fā)現(xiàn)暖水侵入的證據(jù)，這一“反常”現(xiàn)象背后的驅(qū)動因素仍是未解之謎。在該地區(qū)，多塊冰架在研究期前已先后坍塌，包括 Edgeworth 冰川在內(nèi)的多條冰川明顯退縮：Edgeworth 冰川后退約16公里，Hektoria、Green 和 Evans 等冰川的崩解前緣分別比1996年的擱淺線位置向后推進(jìn)了21公里、16公里和9公里。

這份貫穿三十年的南極擱淺線記錄，被視為未來一代冰蓋數(shù)值模型檢驗自身可信度的“基準(zhǔn)尺”。加州大學(xué)爾灣分校地球系統(tǒng)科學(xué)杰出教授、論文第一作者埃里克·里尼奧（Eric Rignot）強(qiáng)調(diào)，任何試圖預(yù)測未來海平面上升的冰蓋模型，都必須先在這一真實觀測記錄上“對得上號”，否則其邊界條件或物理機(jī)制就需要重新審視和修正。這套記錄同樣有助于厘清不同方法在東南極質(zhì)量平衡評估上出現(xiàn)的分歧，并準(zhǔn)確標(biāo)定南極各區(qū)域正在發(fā)生質(zhì)量流失的位置與規(guī)模。

里尼奧表示，目前的結(jié)果一方面證明大約四分之三的南極冰蓋仍“高度穩(wěn)定”，在短期內(nèi)為全球海平面提供了某種“緩沖”；但另一方面，已出現(xiàn)快速退縮的區(qū)域則清晰地展示了如果海洋和大氣持續(xù)變暖，南極冰蓋在未來可能如何響應(yīng)的“預(yù)告片”。他指出，“某種程度上，我們也許該慶幸眼下并不是整個南極都在同時作出劇烈反應(yīng)，否則我們面臨的局面會嚴(yán)峻得多——但下一步會走向何方，仍取決于人類接下來如何應(yīng)對氣候變化?！?/p>

據(jù)介紹，本項研究團(tuán)隊成員來自加州大學(xué)爾灣分校、美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室、法國格勒諾布爾大學(xué)、西雅圖華盛頓大學(xué)，以及芬蘭 ICEYE 和美國 ICEYE 分部等多家機(jī)構(gòu)。研究由美國宇航局提供資助。加州大學(xué)爾灣分校方面表示，這一成果也展現(xiàn)出該校在地球系統(tǒng)科學(xué)、極地研究與多機(jī)構(gòu)協(xié)同上的綜合實力。