山地冰川正受到全球變暖的威脅。 Phunjo Lama/法新社通過蓋蒂圖片社
山地冰川是全球近四分之一人口的重要水源。 但是，要弄清楚它們到底有多少冰——以及在全球變暖中冰川收縮時將有多少水可用——是出了名的困難。
在一項新的研究中，科學家們繪製了超過 200,000 個冰川的速度圖，以便更接近答案。 他們發現廣泛使用的冰川冰量估計 可能會減少約 20% 就格陵蘭島和南極冰蓋以外的地球冰川可能導致海平面上升的程度而言。
馬修·莫利海姆，冰蓋建模的領導者和該研究的合著者，解釋了為什麼 新結果 對依賴冰川季節性融水的地區發出警告，但在海平面上升的大畫面中幾乎沒有記錄。
1）如果山地冰川的冰比以前認為的要少，這對依賴冰川取水的人來說意味著什麼？
全球範圍內， 近 2 億人 依靠高山冰川和積雪作為主要飲用水源。 許多人還依賴冰川水進行水力發電或農業，尤其是在旱季。 但隨著氣候變暖，世界上絕大多數冰川在一年中失去的質量比增加的多，而且它們 正在慢慢消失。 那會 深刻影響這些人群.
這些社區需要知道他們的冰川將繼續提供水多久，以及隨著冰川消失會發生什麼，以便他們做好準備。
在大多數地方，我們發現總冰量明顯低於先前的估計值。
例如，在從委內瑞拉到智利北部的熱帶安第斯山脈，我們發現冰川中的冰比以前認為的少了約 23%。 這意味著下游人口適應氣候變化的時間比他們計劃的要少。
一名牧民在玻利維亞拉巴斯附近的水管旁行走。 長期以來賴以取水的冰川幾乎消失了。 蒂姆克萊頓/科比斯來自蓋蒂圖片社
即使在科學家們進行大量直接冰層厚度測量的阿爾卑斯山，我們發現冰川的含量可能比之前認為的要少 8%。
最大的例外是喜馬拉雅山脈。 我們計算出，這些偏遠山區的冰可能比之前估計的多 37%。 這為依賴這些冰川的社區贏得了一些時間，但這並沒有改變這些冰川正在隨著全球變暖而融化的事實。
政策制定者應該查看這些新的估計來修改他們的計劃。 在這項研究中，我們不提供對未來的新預測，但我們提供 更好的描述 今天的冰川及其供水情況。
2) 這些發現如何影響對未來海平面上升的估計？
首先，重要的是要了解隨著氣候變暖，冰川融化只是導致海平面上升的一個因素。 今天海平面上升的三分之一是由於 熱膨脹 海洋——隨著海洋變暖，水膨脹並佔據更多空間。 另外三分之二來自 山區冰川和冰蓋縮小.
我們發現如果所有的冰川，不包括格陵蘭島和南極洲的大冰蓋，全部融化， 海平面將上升約 10 英寸 而不是 13 英寸。 考慮到海洋的大小，這聽起來可能有很大的不同，但你必須正確看待事物。 南極冰蓋的完全解體將有助於 190腳 海平面和格陵蘭冰蓋將有助於 24腳.
我們在這項研究中討論的 3 英寸不會對當前的海平面上升預測提出質疑。
3）為什麼很難弄清楚冰川的冰量，你的研究做了什麼不同的事情？
您可能會對偏遠山區冰川的一些基本特徵仍有多少未知數感到驚訝。
自 1970 年代以來，衛星改變了我們對冰川的理解，它們提供了越來越清晰的冰川圖景 冰川位置和表面積. 但衛星無法“穿透”冰層。 事實上，對於世界上 99% 的冰川，沒有直接測量冰層厚度的方法。 科學家們花費了更多的時間來繪製 格陵蘭和南極洲冰蓋 和下面的地形，我們在那裡有更詳細的體積測量。 例如，美國國家航空航天局（NASA）專門進行了整個空中任務， 操作IceBridge，收集格陵蘭島和南極洲的冰層厚度測量值。
科學家們提出了 各種技術 至 確定音量 冰川，但偏遠山區冰川的不確定性一直很高。
與以前的研究相比，我們做了一些不同的事情。 我們使用衛星圖像來繪製冰川的速度圖。 冰川冰，當它足夠厚時，就像濃稠的糖漿一樣。 我們可以使用兩張衛星圖像測量冰的移動距離，並繪製它的速度圖，速度從每年幾英尺到大約 1 英里。 繪製超過 200,000 條冰川的位移地圖並非易事，但這創造了一個前所未有的數據集。
我們利用這些關於冰速的新信息和冰變形的簡單原理來確定這些衛星圖像的每個像素處的冰的厚度。 簡而言之，我們從太空觀察到的冰速是由於冰在其床上滑動以及其內部變形所致。 內部變形取決於其表面坡度和冰層厚度，其床層的光滑度取決於其底部冰層的溫度、液態水的存在與否以及下方沉積物或岩石的性質。 一旦我們可以校準冰速和滑動之間的關係，我們就可以計算冰的厚度。
為了繪製所有這些冰川的流速，我們分析了由歐洲航天局和美國宇航局的衛星收集的 800,000 對圖像。
當然，與任何間接方法一樣，它們並不是完美的估計，隨著我們收集更多數據，它們將得到進一步改進。 但我們在降低整體不確定性方面取得了很大進展。
關於作者
馬修·莫利海姆, 地球科學教授, 達特茅斯學院（Dartmouth College）
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