无人机实验揭示了格陵兰冰盖的变化

快速阅读: 《欧亚评论》消息，研究者首次用定制无人机在格陵兰冰盖上空收集水蒸气数据，助力评估极地冰损失。研究显示现有模型低估了格陵兰降水，通过同位素数据可改善预测。科学家希望通过更多研究理解格陵兰水循环，为应对气候变化提供依据。

首次，研究人员在格陵兰冰盖上方收集了详细的水蒸气测量数据。他们的研究借助一款定制无人机得以实现，这可能帮助科学家改进对快速变暖的极地地区冰损失的计算。“在未来几年内，我们将能够了解水如何进出格陵兰岛，”该研究的第一作者、科罗拉多大学博尔德分校北极与高山研究所（INSTAAR）的博士生凯文·罗兹米亚雷克表示，“作为主要的淡水储存库，我们需要了解格陵兰环境未来将如何变化。”这项研究成果发表在《JGR大气》期刊上。

根据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的数据，从2023年秋季到2024年秋季，格陵兰岛失去了约55亿吨的冰和积雪。这个岛屿已经连续28年持续失冰，科学家估计自1992年起，它已经失去了超过5万亿吨的冰。格陵兰冰盖蕴含着地球上约8%的淡水资源，其融水可能导致海平面上升，改变全球海洋环流以及生态系统。大部分冰损失来自大型冰块从冰川崩裂以及地表冰和积雪的融化。升华，即固体直接转变为气体而不经过液态的过程，也可能起到一定作用。此前的研究表明，在格陵兰的部分地区，大约30%的夏季地表积雪可能会升华成水蒸气。追踪天空中的水蒸气罗兹米亚雷克指出，目前还不清楚这些水蒸气最终去了哪里。有些可能会重新以雪的形式降落或在地表再次凝结，但有些可能会完全离开格陵兰的水系统。

在北极采集空气样本既昂贵又充满技术挑战，因为传统上需要在恶劣天气中飞往冰盖中央，并将空气样本带回实验室。罗兹米亚雷克及其团队通过在一架翼展达10英尺的大无人机上安装空气采样设备解决了这些难题。在整个夏季2022年，这支团队从由哥本哈根大学管理的东格陵兰冰芯项目营地出发，在岛上内陆飞行了104次。无人机在距地面近5000英尺的高空收集了不同高度的空气样本。

团队旨在分析空气中水蒸气的氢和氧同位素组成。来自不同来源的水分子含有不同的氢和氧同位素组合。科学家称之为同位素差异。“同位素是水的‘指纹’。通过追踪这些‘指纹’，我们可以追溯水蒸气的来源，”罗兹米亚雷克说。科学家已获取了格陵兰水源的高质量数据，包括从热带流入的水，以及汇点——格陵兰冰盖上的地表积雪。“但我们对运动状态下的水的同位素组成了解甚少，这就是源和汇之间的水蒸气，”他补充道。

当团队将其基于无人机的测量数据与现有的模拟北极水循环的计算机模型进行比较时，他们发现该模型低估了降落在格陵兰的降水数量。通过结合模型中观测到的同位素信息，模型准确预测了水在格陵兰的移动方式。“尽可能精准地预测格陵兰在变暖世界中的变化非常重要，”罗兹米亚雷克说。“我们通过成功改进现有模型证明了水蒸气同位素数据的重要性。”

冰盖融化大约12.5万年前，当时地球比工业化前更温暖，格陵兰曾被一个明显较小的冰盖覆盖，海平面比今天高出多达19英尺。随着地球持续变暖，格陵兰冰盖可能面临重大变化，甚至缩小到那时的大小，罗兹米亚雷克说。格陵兰冰盖包含大量的淡水，如果这些水离开系统，可能会导致全球海平面上升。联合国估计，气候变化引发的海平面上升目前影响全球10亿人口。

罗兹米亚雷克希望重返格陵兰及北极其他区域，开展更多飞行任务并采集更多数据。“这就像我们刚刚学会了如何在犯罪现场发现指纹。这是理解这一重要系统中水流动方向的关键一步，而我们现在最需要这样的理解，”他说。

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