高海平面:当冰川融化时会发生什么?

将科学带回家:活动 19

核心概念
冰和水
海洋和陆地
气候变化

来自国家科学教育标准:自然灾害

引言
看看外面。你能看到冰吗?夏天中期呢?信不信由你,地球陆地面积的约 10% 实际上全年都被冰覆盖!这些地方的冰,例如南极洲或非常高的山脉,通常以称为冰川或冰盖的大块形式存在。如果温度保持足够凉爽,并且有足够的降雪来补充温度高于冰点时融化的冰,它就可以保持在那里。


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所有这些冰都是由大量的水组成的。当这些水融化时,大部分最终会流入海洋。这会如何影响我们?我们可以用几个冰块和一些粘土快速了解一下目前正在发生的过程。

背景
南极洲是一个像北美或亚洲一样坚固的大陆。因为它从太阳那里获得的温暖很少,所以它足够冷,可以全年被冰覆盖——至少目前是这样。(另一方面,北极周围的北极冰主要覆盖着海洋。)

但是,当平均温度上升时,正如气候变化导致世界许多地方正在发生的那样,大块的冰融化的速度比它们在冬季生长的速度更快。因此,较少的水分被困在冰盖中,而更多水分以液态形式存在。而且,很多额外的水最终会流入海洋,最终导致海平面升高。

气候变化是全球总体温度和天气的变化,它已经影响到全球各地的冰盖和冰川。当冰块从南极洲或格陵兰岛等陆地坠落到海洋中时,冰融化的速度会更快。科学家目前预测,到 2100 年,海平面将至少升高三英尺。

材料
•    小碗
•    冰块
•    造型粘土
•    牙签
•    温水

准备
•    取下两份造型粘土。(大小取决于你的碗的大小和冰块的大小——它们需要足够大,以便它们中的一个可以容纳两个冰块在其表面上,并且它们两个都伸出水面。)
•    将粘土粘在碗底的相对两侧。
•    将一块粘土塑造成扁平状,表面足够大,可以容纳两个冰块。这将是南极洲。
•    将另一块粘土塑造成比第一块略高的形状——这块将代表一个没有人居住的无冰大陆。使一些部分平坦,并在其他部分设置丘陵或山脉。

步骤
•    将两个冰块放在较低的扁平粘土上(南极洲)。
•    开始慢慢地将温水倒入碗中,直到它几乎到达南极洲粘土的顶部。您的另一块粘土大陆应该仍然有大部分区域远高于水面。水代表海洋。
•    由于冰块周围的空气比冰点高(现在是这样),您认为冰块会发生什么变化?如果能将南极洲区域周围的空气保持在冰点以下,那会改变冰块的状况吗?
•    再往碗里倒入一点水,使水位刚好到达两个冰块的底部。(在南极洲,冰实际上延伸到陆地之外并覆盖部分海洋,因此其中一些与水接触。)
•    通过将两根牙签垂直插入水与粘土相遇的地方,记下干大陆粘土上的水位。将平坦区域与丘陵区域进行比较。
•    观察冰块开始融化。碗中的水位会发生什么变化?
•    当水位上升时,放置另一根或两根牙签以标记新水位。
•    在南极洲、格陵兰岛和其他被海洋包围的大型冰盖的地方,有时大块的冰在开始融化后会掉入海洋。要复制此过程,请将其中一个冰块推入水中。(您可能会注意到海浪冲击您的干大陆——尽管这比现实世界中的邻近大陆更近,但科学家认为,一大块冰可能会导致巨浪冲击远处的陆地。)
•    观察两个冰块继续融化。哪个冰块融化得更快?您的干大陆上的水位发生了什么变化?平坦区域和丘陵区域受到的影响是否不同?

请继续阅读有关观察、结果和更多资源的信息。

观察和结果
碗中的水位发生了什么变化?这如何影响没有任何冰的大陆上的水位?

为什么冰掉入水中时融化得更快?较密集的材料(例如液体或固体)能更好地传递能量,因此热量通过液体传递到冰的速度比通过空气传递到冰的速度更快,这会使冰变暖并使其更快地融化。

这些大型冰盖在过去曾多次冻结和融化(产生海平面低的冰河时代和海平面高的温暖时期)。但是科学家们发现,南极洲的冰融化的速度甚至比他们想象的还要快。这种情况发生的原因是,人类产生二氧化碳的速度(例如,通过使用汽油运行汽车)快于植物吸收二氧化碳的速度,这使得地球变暖——而且比过去自然发生的速度快得多。

减少我们使用的化石燃料量(例如,用于汽车的汽油和用于发电的煤)可以帮助减缓冰的融化速度(通过减缓平均温度的上升)。您可以通过哪些方式提供帮助?

分享您对海平面上升的观察和结果!在下面留言或在大众科学Facebook 页面上分享您的照片和反馈。

清理
小心地取出牙签。从碗中取出粘土块,倒出水。

更多探索 来自大众科学“极地冰盖融化速度比预期快” 来自大众科学“气候变化的受害者:海平面上升可能导致数千万人流离失所” 来自环境保护署的“气候变化儿童网站”
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朱莉·霍尔和莎拉·莱恩的《一个炎热的星球需要酷孩子:了解气候变化以及您可以做些什么》,适合 4-8 岁儿童
凯瑟琳·伯杰·凯伊的《儿童气候变化和全球变暖指南:如何采取行动!》,适合 12 岁及以上儿童

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