多年来，科学家们一直警告说，气候变化正在对地球的冰川造成影响，不仅融化了格陵兰岛和南极洲的大型冰盖，还融化了从安第斯山脉到阿尔卑斯山脉的山地冰川和冰盖。
但是，由于缺乏极地地区以外冰川的长期测量数据，很难掌握冰川融化的速度。
现在，一项昨天发表在《自然》杂志上的新研究，试图通过使用美国宇航局卫星的数据来解决这个问题，以提供对山地冰川和冰盖的统一、最新的调查。科罗拉多大学的研究人员计算显示，从2003年到2010年，世界每年损失了1500亿吨非极地冰，足以在此期间每年使海平面上升0.4毫米。
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“人们已经关注格陵兰岛和南极洲多年，并且有很多关于冰川的研究，”这项新研究的作者之一，科罗拉多大学冰川学家约翰·沃尔说。“但是，还有很多覆盖着冰的地区根本没有被考虑过。”
地球上160,000个冰川中，只有不到120个受到研究人员的监测，其中只有37个被追踪了30年以上。
在许多情况下，这是由于到达冰川并在恶劣的高山环境中作业的难度造成的。沃尔说，科学家们不得不从少数冰川中获取测量数据，并将其行为推断到整个冰川系统，这使得许多冰损失的估计非常不确定。
他和他的同事试图通过分析美国宇航局的双子GRACE卫星收集的数据来规避这个问题，这些卫星每天以串联方式绕地球运行16次。
探测器之间的飞行距离约为135英里，随着GRACE-1和GRACE-2经过地球表面，这个距离不断变化。地球引力场的微小变化可以使卫星稍微靠拢或分开。这些微小的变化——小到1微米——使科学家能够测量地球表面质量的变化。
“有了GRACE，你就可以获得整个冰川系统的真正全面的结果，”沃尔说。“我们看到了所有冰川。”
每年融化3850亿吨极地冰
除了估计极地以外的冰川和冰盖的冰损失外，这项新研究还计算出，在为期八年的研究期间，格陵兰岛和南极洲的大型冰盖每年融化了3850亿吨的冰，导致海平面每年上升1.06毫米。
这与去年发表在《地球物理研究快报》上的一项早期研究结果一致，该研究使用了GRACE数据和其他观测结果来估计极地的冰损失。该论文的作者之一，美国宇航局喷气推进实验室和加州大学欧文分校的冰川学家埃里克·里格诺特对这项新研究表示赞赏。
“这是一篇很棒的论文，”里格诺特说，他没有参与这项《自然》杂志的研究。“这是首次将统一的方法应用于世界上所有的山地冰川，因此不存在先验的区域偏差。”
虽然目前的观测和未来的气候变化预测表明，极地冰川的融化将是未来海平面上升的最大因素，但里格诺特说，“这并不意味着山地冰川无关紧要”，因为在许多地区，它们是饮用水和农业的重要水源。
但是GRACE并非完美。它的双探测器难以测量较小冰川系统的变化，并且无法放大单个冰川，沃尔也承认这些局限性。
安大略省特伦特大学的冰川学家格雷厄姆·科格利没有参与这项研究，他说，这些局限性应该提醒大家不要过度解读这项新研究对相对较小的冰川系统冰损失的估计。
测量差距即将来临
“大多数山地冰川对于GRACE来说太小了，”他说。“例如，阿尔卑斯山。”
《自然》杂志的论文估计，从2003年到2010年，阿尔卑斯山每年融化了20亿吨冰，这个数字的误差幅度为正负30亿吨。
“从传统的测量来看，阿尔卑斯山的冰川正在失去质量是毫无疑问的，”科格利说。“但是它们加起来还不足以让GRACE有信心。”
与此同时，GRACE的双探测器的运行时间也即将结束。这两颗串联卫星于2002年发射，其设计寿命为三年，而它们的使用寿命远远超过了三年。
这些卫星最近的电池出现了一些问题，但管理GRACE项目的科学家希望保持它们的运行状态，直到它们的继任者——目前由美国宇航局和德国航天局DLR开发——在2017年末发射。
“GRACE将在未来几年内失效，”科格利说。“他们现在不得不经常关掉它一段时间，而且轨道一直在降低。……我们现在的GRACE和处于早期规划阶段的[替代品]之间将会存在一个差距——这意味着这些传统的[冰川冰]测量方法尚未过时。”
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