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科學家發現南極冰架融化的一個新原因:小型海洋渦旋

科學家發現南極冰架融化的一個新原因:小型海洋渦旋

2023-02-01 Comments 0 Comment

一個國際研究小組發現,相鄰的冰架在造成下游其他冰架的不穩定方面發揮了作用。英國東安格利亞大學領導的一項研究發現,流經斯韋特冰架下面的冰川融水的數量可以受到它旁邊的一個小型海洋渦旋的影響。一個較弱的旋渦允許更多的暖水進入冰架下面的區域,導致其融化。

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研究船Nathaniel B Palmer號行駛在南極洲的Thwaites冰架之間

斯韋特冰架是南極洲西部最大的冰架之一,它支撐著斯韋特冰川的東側,在過去的20年裡,斯韋特冰川一直在快速退縮,是南極冰川中對全球海平面上升貢獻最大的冰架。

Thwaites-Ice-Shelf-1536x1152.webp

南極洲的Thwaites冰架

Thwaites冰架在最近幾十年裡也明顯變薄和減弱,研究人員利用安裝在Thwaites冰架下面的傳感器收集的獨特數據集觀察到,在2020年1月至2021年3月期間,冰架下面的淺層海洋明顯變暖。這種變暖的大部分是由源自更東邊的松島冰架的大量冰川融水的水域推動的,這些融水流入了特懷茨冰架下面的區域。

Thwaites-Ice-Shelf-Borehole-Drilling-1536x1152.webp

研究人員在Thwaites冰架上鑽井,在下面安裝監測傳感器

當海洋融化冰架底部時,冰川融水與鹽水混合,可以形成一個比周圍水域更溫暖的浮力水層。這種更輕、相對更新鮮、更溫暖的水帶來的熱量融化了斯懷特冰架的底部。

主要作者、英格蘭大學海洋和大氣科學中心的Tiago Dotto博士說。”我們已經確定了另一個可能影響冰架穩定性的過程,揭示了當地海洋循環和海冰的重要性。環極深水,南極水域的一個溫暖品種,是融化冰架底部的一個關鍵角色。然而,在這項研究中,我們表明,一個冰架下面淺層的大量熱量可以由來自附近其他融化的冰架的水提供。因此,發生在一個冰架上的事情,可以影響到鄰近的冰架,以此類推。這個過程對於像阿蒙森海這樣的冰架高度融化的地區很重要,因為一個冰架緊挨著另一個冰架,一個冰架的熱量輸出可以通過海洋循環到達下一個冰架。”

Dotto博士補充說:”這些大氣-海洋-冰-海洋的相互作用是很重要的,因為它們可以延長冰架下的溫暖期,讓溫暖和富含融水的水進入鄰近的冰架空洞。南極洲周圍其他地區可能存在的環流也可能導致更多的冰架容易出現與長期溫暖條件相關的強烈的基底融化,並因此進一步導致全球海平面上升。”

Researchers-Erecting-a-Monitoring-Tower-With-Atmospheric-Sensors-1536x1152.webp

研究人員在Thwaites冰架上豎起一個帶有大氣傳感器的監測塔

2020年1月,來自美國的同事在冰上鑽孔,安裝了監測溫度、鹽度和Thwaites冰架下面的洋流的傳感器。在一年多的時間裡,這些傳感器通過衛星發送用於識別海洋變化的數據,例如溫度和融水含量如何變化。根據這些觀察,研究人員懷疑過量的熱量不可能來自於特懷茲冰架的局部,因為他們在安裝傳感器的地方沒有看到強烈的融化現象。

通過將這些信息與計算機模擬相結合來確定這些熱量的來源,他們發現離開松島冰架的水可以進入斯懷特冰架下面的區域。研究人員使用模型模擬和附著在海豹身上的標籤所收集的數據,確定了解釋這些水如何進入斯懷茨冰架的機制。它們都表明,在冬季,斯懷茲冰架附近的一個旋渦會減弱,這使得更多的熱量可以到達冰架下面的淺水區。

衛星圖像還顯示,2020/2021年的南半球夏季是不尋常的,因為它在特懷茲冰架附近的地區有高度集中的海冰。

根據模擬結果和以前的研究,研究小組假設,旋渦更加薄弱,因此來自鄰近冰架的過量融水無法被海流移出該地區,而是進入了特懷茲冰架。這更加降低了這一旋渦的強度,使冰架下的冰川融水濃度更高,從而使水流入冰架。

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