地球上一半以上的河流每年都會(huì)結(jié)冰，這些冰凍的河流為位于高緯度地區(qū)和工業(yè)提供了重要的交通網(wǎng)絡(luò)。冰蓋還控制著從河流排放到地球大氣中的溫室氣體數(shù)量。

北卡羅來納大學(xué)教堂山分校地質(zhì)科學(xué)系的研究人員進(jìn)行一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，全球氣溫每升高1攝氏度，每年的河冰覆蓋率就會(huì)減少約6天。這種下降將對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境產(chǎn)生影響。這項(xiàng)名為“全球河冰的過去和未來”研究于1月1日發(fā)表在《自然》期刊上。

這是第一次在全球范圍內(nèi)觀察河冰未來的研究，北卡羅來納大學(xué)教堂山地質(zhì)科學(xué)系博士后學(xué)者、該論文的主要作者肖揚(yáng)(音譯)說：我們使用了34年來拍攝的40多萬(wàn)張衛(wèi)星圖像來測(cè)量全球哪些河流季節(jié)性結(jié)冰，約占所有大河的56%，檢測(cè)到月度河冰覆蓋率普遍下降。未來冰川融化預(yù)測(cè)趨勢(shì)可能會(huì)給這些河流沿線的人們和行業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)，并改變受冰川影響的河流溫室氣體排放的季節(jié)性模式。

研究小組還觀察了過去河冰覆蓋的變化，并對(duì)未來的預(yù)測(cè)變化進(jìn)行了建模。研究小組比較了2008-2018年和1984-1994年的河冰覆蓋情況，發(fā)現(xiàn)全球每月的降幅從0.3到4.3個(gè)百分點(diǎn)不等。降幅最大的是青藏高原、東歐和阿拉斯加。觀察到的河冰減少很可能會(huì)隨著預(yù)測(cè)的全球變暖繼續(xù)下去。對(duì)于未來，研究小組比較了2009-2029年和2080年-2100年的預(yù)期河冰覆蓋情況。調(diào)查結(jié)果顯示，北半球冬季的月度降幅為9-15%，春季和秋季的降幅為12-68%。

落基山脈、美國(guó)東北部、東歐和青藏高原預(yù)計(jì)將受到最嚴(yán)重的影響。北卡羅來納大學(xué)教堂山分校全球水文學(xué)副教授塔姆林·帕夫斯基(Tamlin Pavelsky)說：歸根結(jié)底，這項(xiàng)研究顯示的是將大量衛(wèi)星圖像與氣候模型相結(jié)合，以幫助更好地預(yù)測(cè)地區(qū)將如何變化。地球上超過三分之一的陸地被季節(jié)性結(jié)冰的河流排干。冰改變了河流走廊的水文、生態(tài)、氣候和社會(huì)經(jīng)濟(jì)功能。雖然世界上許多地區(qū)的河冰面積已經(jīng)顯示在下降，但全球范圍內(nèi)河冰面積和持續(xù)時(shí)間的季節(jié)性、歷史變化和預(yù)測(cè)的未來變化尚未量化。

以前對(duì)河冰的研究表明，范圍和持續(xù)時(shí)間的下降可以歸因于氣溫變暖，這些研究是基于稀疏地點(diǎn)的數(shù)據(jù)。此外，現(xiàn)有對(duì)未來冰面范圍的預(yù)測(cè)僅基于0°C等溫線位置。在新研究利用衛(wèi)星觀測(cè)表明，全球河流冰的范圍正在下降，預(yù)計(jì)全球平均地面氣溫每升高1°C，季節(jié)性冰持續(xù)時(shí)間平均減少6.10±0.08天。使用1984-2018年40多萬(wàn)張晴空陸地衛(wèi)星圖像追蹤了河冰的范圍，觀察到過去30年全球平均下降了2.5個(gè)百分點(diǎn)。

為了預(yù)測(cè)未來河冰范圍的變化，研究開發(fā)了一個(gè)基于溫度和季節(jié)的觀測(cè)校準(zhǔn)和驗(yàn)證模型，與0攝氏度等溫線方法相比，該模型的平均偏差減少了87%。將該模型應(yīng)用于2080-2100年的未來氣候預(yù)測(cè)：與2009-2029年相比，在代表性濃度路徑(RCP)8.5下，平均河冰持續(xù)時(shí)間減少16.7天，而在RCP 4.5下，平均減少7.3天。結(jié)果表明，在全球范圍內(nèi)，河冰正在明顯減少，并將隨著本世紀(jì)末地表氣溫的預(yù)計(jì)上升而繼續(xù)線性下降。

博科園｜研究/來自：北卡羅來納大學(xué)教堂山分校

參考期刊《自然》

DOI: 10.1038/s41586-019-1848-1

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