冰雪星球侦察：无人机实验揭示了格陵兰岛冰盖的变化

快速阅读: 《天体生物学网》消息，研究团队利用定制无人机测量格陵兰冰盖上空水蒸气含量，发现现有模型低估了降水总量。此成果有助于改进极地地区冰损失计算，预测未来格陵兰冰盖变化对全球海平面的影响。

北极/南极/高山冰盖探测：无人机实验揭示格陵兰冰盖正在如何变化
——科罗拉多大学博尔德分校新闻发布

**2025年3月28日发布**
分类：北极、大气、冰冻圈、无人机、冰川、格陵兰、冰封世界、NASA、遥感、无人飞行器、科罗拉多大学博尔德分校

一架无人机降落在东GRIP的格陵兰雪原上。（图片来源：凯文·罗兹迈雷克/科罗拉多大学博尔德分校）

首次，研究人员详细测量了格陵兰冰盖上方的水蒸气含量。他们的研究借助一款定制设计的无人机，可能帮助科学家改进快速变暖的极地地区冰损失的计算。

“在未来几年内，我们将能更好地了解水如何进出格陵兰，”第一作者凯文·罗兹迈雷克说，他是科罗拉多大学博尔德分校北极与高山研究所（INSTAAR）的博士生。“作为主要的淡水储存库之一，我们需要了解格陵兰环境未来将如何变化。”

该研究结果于3月14日发表在《JGR 大气》期刊上。

据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）统计，从2023年秋季到2024年秋季，格陵兰失去了约55亿吨冰和积雪。这座岛屿已连续28年冰层减少，科学家估计自1992年以来它已经失去了超过5万亿吨冰。

格陵兰冰盖约占全球淡水资源的8%，其融水可能导致海平面上升，改变全球洋流和生态系统。

一架无人机降落在东GRIP的格陵兰雪原上。（图片来源：奥勒·泽辛/阿尔弗雷德·韦格纳研究所）

大多数冰损失来自大型冰块从冰川崩裂以及表面冰和积雪融化。升华（固体直接变为气体的过程）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，约30%的夏季表面积雪可能会升华成水蒸气。

**追踪空中的水**
罗兹迈雷克表示，目前尚不清楚水蒸气最终去了哪里。一些可能重新以雪的形式降落，或者稍后在表面凝结，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技术难度高，因为传统方法需要在恶劣天气下飞往冰盖中心，并将样品带回实验室。

罗兹迈雷克和他的团队通过在一架翼展达3米的大无人机上安装空气采样设备克服了这些挑战。

2022年夏季，团队从由哥本哈根大学管理的东格陵兰冰芯计划营地出发，在岛上内部飞行了104次。无人机在距地面近1500米的高度收集了不同高度的空气样本。

一架即将前往东GRIP进行同位素分析的无人机准备起飞收集空气样本。（图片来源：奥勒·泽辛/阿尔弗雷德·韦格纳研究所）

团队旨在研究空气中水蒸气的氢和氧原子类型。来自不同来源的水分子含有不同的氢和氧组合。科学家称之为同位素变异。

“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，”罗兹迈雷克说。科学家已经收集了关于格陵兰水来源（包括从热带流入的水）和汇（即格陵兰冰盖表面积雪）的高质量数据。“但我们对运动中水的同位素组成知之甚少，这是指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，他们发现模型低估了降落在格陵兰的降水总量。通过结合模拟中观察到的同位素数据，模型准确预测了水在格陵兰的移动方式。

“尽可能准确地预测温暖世界中格陵兰会发生什么非常重要，”罗兹迈雷克说。“我们展示了水蒸气同位素数据的有用性，成功改进了一个现有模型。”

**冰盖融化**
罗兹迈雷克说，大约125000年前，当时地球比工业化前时期更温暖，格陵兰被一个明显较小的冰盖覆盖，海平面比现在高出多达19英尺。随着地球继续变暖，格陵兰冰盖可能会发生戏剧性的变化，甚至缩小到那时的规模。

格陵兰冰盖包含大量淡水，如果离开这个系统，可能会导致全球海平面显著上升。联合国估计，气候变化引起的海平面上升目前影响着全球10亿人。

罗兹迈雷克希望返回格陵兰以及其他北极地区进行更多飞行并收集更多数据。

“这就像我们刚刚掌握了如何在犯罪现场寻找指纹的方法。这是一项重要进展，有助于了解这一重要系统中水的流动方向和来源，尤其是在我们最需要的时候，”他说。

《东北格陵兰冰盖大气至表面水汽同位素及气象条件垂直剖面》，《地球物理研究杂志·大气》

天体生物学，基思·考丁著
探索俱乐部研究员，前NASA空间站有效载荷经理/太空生物学家，远征队成员，记者，业余登山者，联觉者，纳维-杰迪-弗里曼-佛教混合信仰者，手语使用者，德文岛和珠穆朗玛峰基地营老手

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