格陵兰研究站揭示气候变化影响的过去和未来

科学家在格陵兰冰盖最高点研究从气溶胶到融化的一切,希望能更好地了解气候变化

三部曲系列报道之二

格陵兰峰站——乍一看,格陵兰广阔冰盖最高点的这个研究站看起来并不起眼。

散落的拖车在高出雪面的支柱上,整齐排列的小黄帐篷在旁边。有一座高耸的金属塔,几间户外厕所。一堆燃料袋与精心修整的冰跑道形成鲜明对比。


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但这个朴实无华的前哨站对试图回答一些非常重要问题的科学家来说具有磁石般的吸引力。云和微小的气溶胶颗粒是否有助于格陵兰冰层及其上方的空气变暖或变冷?这里的气候变化有多快?格陵兰冰盖融化的速度有多快?

研究人员于 1989 年在这里建立了第一个营地,这是一项国际努力的开始,该努力钻探了 3,053 米长的格陵兰冰盖项目-2 冰芯,获取了过去 110,000 年的气候记录。

该项目于 1993 年结束。直到近十年后的 2000 年,国家科学基金会才将这个位于格陵兰冰盖顶峰(高于基岩 2 英里)的营地变成了一个全年开放的研究中心。该站冬季由六人小组驻守,在夏季繁忙的研究季节最多可容纳 50 人。

今年,峰站的长期访问者包括来自佐治亚理工学院的环境工程研究生布兰登·斯特雷利斯,他研究气溶胶如何影响格陵兰冰层反射和吸收多少能量,以及这些颗粒来自哪里。

一种气溶胶,黑碳,越来越引起北极国家的关注,他们担心远北地区的气候变化速度,那里的变暖速度是全球平均水平的两倍。燃烧化石燃料、木材和粪便产生的黑碳烟尘颗粒通过吸收太阳的热量使大气变暖。当它们落在格陵兰的冰雪上时,它们吸收阳光热量的能力会增加表面融化。

探测烟尘和云层的奥秘
北极理事会五月份发布的一项研究表明,虽然北纬 40 度以南的国家集体贡献了世界上大部分黑碳排放,但北欧国家的烟尘危害最大,因为它到达北极的距离最短。

斯特雷利斯说,他参与的项目由佐治亚理工学院教授迈克尔·伯金组织,旨在确定黑碳是否正在到达格陵兰冰盖内部,以及它是如何到达那里的。

“从长远来看,在政策方面,如果我们能说出有多少百分比来自[人为]来源,政策制定者就可以看到在哪里减少污染,”斯特雷利斯说,他在五月、六月和七月的大部分时间都在峰站为该项目收集和分析雪样本。

在营地的另一边,在一辆被称为“移动科学设施”的滑雪拖车中,研究人员正将目光投向天空。这个小小的避难所里塞满了昂贵的科学设备,这些设备旨在测量高空云层。

威斯康星大学麦迪逊分校的大气科学研究生内特·米勒说:“云是冰层表面冷却和加热的主要反馈之一。”但他解释说,尚不清楚哪种效应在北极占主导地位,因为不同类型的云对气候有不同的影响,具体取决于它们是由冰还是雪构成,是厚的还是薄的,以及它们在大气层中的高度。

隔壁,在“临时大气观测站”(TAWO)中,国家海洋和大气管理局追踪大气中温室气体和消耗臭氧层化学物质的水平。

美国国家海洋和大气管理局全球观测站网络的现场运营经理布莱恩·瓦塞尔解释了他所在机构的理念:“当我们弄清楚如何按照我们的标准进行测量时,我们永不停息地测量。” “我们是追踪二氧化碳、一氧化碳、甲烷和六氟化硫的世界标准。”

卫星数据的地面实况 对于其他研究人员来说,峰站只是前往格陵兰冰盖无人居住内部地区的短暂停留站。

剑桥大学斯科特极地研究所的冰川学家利兹·莫里斯于七月中旬在该站停留了几天,整理她为期一个月、横跨冰原 500 英里的探险所需的物资。

这是莫里斯自 2004 年以来进行的第七次此类旅程,所有这些旅程都旨在测量覆盖冰盖顶层积雪的密度。莫里斯使用她在这些旅程中收集的信息来检查欧洲卫星 Cryosat-2 收集的数据的准确性,该卫星跟踪极地冰层厚度的变化——这些信息告诉科学家冰层融化的速度有多快。

莫里斯说:“卫星的问题在于,它们会告诉你[积雪]高度的变化,但不会告诉你质量的变化。” 这无法提供积雪量的全貌,因为它没有考虑到堆积在冰层上的雪层的密度。

这就是莫里斯和她的助手约翰·斯威尼发挥作用的地方。这对搭档于 7 月 17 日离开峰站,配备了两辆 Ski-Doo 雪地摩托,拖着载货雪橇。他们计划花一个月的时间沿着格陵兰冰原上已有的路线行进,沿途钻孔测量最顶层积雪的密度。

最近的几项研究(大多数基于卫星数据)得出结论,变暖加速了格陵兰巨大冰盖的冰流失。但莫里斯指出,大部分流失发生在冰盖边缘,特别是在冰川冰边缘与海洋接触的区域。

莫里斯说,格陵兰内陆(位于基岩之上)的冰层是否也容易受到变暖的影响尚不清楚,她收集的数据可能有助于回答这个问题。

“归根结底,很明显,如果世界变暖,冰就会融化,”她说。“问题是,这仅仅是对短期海洋变暖的反应,还是会持续下去?”

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