《2012地球懸念》-7
格陵蘭島冰融速度為五年前的三倍-北極地區最重要的冰蓋為格陵蘭。格陵蘭島(Greenland),可以算是世界上最古老、最特別、最孤立而又最重要的島國,這些“最”無不取決於它獨特的地理位置:格陵蘭島形成於38億年前,其前身是海底大陸,由於大陸版塊碰撞而形成,是世界上最古老的島嶼。格陵蘭島幅員約220萬平方公里,面積是法國的4倍,位於北美洲東北,其北連北冰洋,南經挪威海通大西洋。如果沒有格陵蘭的阻隔,也許北冰洋和大西洋就合二為一了。格陵蘭西面隔巴芬灣和大衛斯海峽與加拿大的北極島嶼相望,東邊隔丹麥海峽與冰島對望,全島約4/5地區處於北極圈之內,85%的領土被冰覆蓋,算是除南極洲以外,冰川面積最大的大陸島。形成於4000多年前冰河世紀的冰川又使得其儲藏了全球10%的淡水。
格陵蘭島可謂是“冰雪仙境”,高聳的山脈、綿延的冰山、壯麗的峽灣和古老的岩石。冬季時分,長達數月的極夜偶爾會在格陵蘭上空出現色彩絢麗的北極光,抬頭仰望蒼穹,天韻神姿、如夢如幻。而在夏季,則終日豔陽高照,儼然成為日不落島。然而,在這裏,冰川融化崩裂卻在影響整個地球的命運。幾年前,由美國與德國合作的衛星重力計畫研究組GRACE(the Gravity Recovery and Climate Experiment)就開始對格陵蘭島的跟蹤研究,如今,其發表在《科學》雜誌上的研究成果卻帶著一股不祥的預兆。
該研究報告的第一作者是來自美國奧斯丁德克薩斯大學的陳建力,他在報告中顯示,之前的一些研究表明,格陵蘭島的冰蓋自2004年以來正以每年240立方公里的速度消融,較之1997 2003年間每年90立方公里的消融速度,明顯加快直至五年前的三倍。這一最新研究成果為全球變暖提供了更多的事實證據,同時暗示正在消融的極地冰雪將會導致全球海平面的上升。
同時,來自格陵蘭自然資源研究所的瑟倫.裏斯戈德教授也通過雷達、衛星和GPS跟蹤顯示,格陵蘭南部和西部地區冰川的融化速度比兩三年前加快了一倍,而東部地區的冰川融化速度加快了三倍,科學家們的研究結果都指向了“格陵蘭島冰融速度加劇”的事實。
在冰蓋迅速消融的同時,格陵蘭島海岸的所有冰川已經歷或即將經歷這樣的移動加速。1996年以來,由冰川流動造成的冰損失主要是在格陵蘭島東南部冰川出口處。2000年以後,更北部的冰川的流速也加快了。彼得曼冰川就是格陵蘭5 10個最不穩定的冰川之一,是世界上最北的冰川,整個冰川有20千米寬,冰川不僅表面結構複雜,其內部和底部也極其複雜。
2008年夏天,一塊面積達30平方公里的巨大冰塊自彼得曼冰川上斷裂墜入格陵蘭島西側的甘迺迪海峽(Kennedy Channel),這起事件無疑是當年科學界一大爆炸性的新聞。
2009年7月12日,來自英國阿伯裏斯特威斯大學的冰川學家阿蘭.哈伯德(Alun Hubbard)與合作者美國俄亥俄州立大學的冰川學家傑森?博克斯與理查來到彼得曼冰川(Petermann Glacier)實地尋找這塊北極敏感傷口再次碎冰的證據。
考察期間,科學家們發現彼得曼冰川的前緣正在斷裂,冰川內面積達100平方公里的區域佈滿裂縫,有些甚至接近500米,還形成了小型河流,整座冰川吱吱作響,似乎隨時就會發出攝人心魄的崩裂聲。專家通過分析預測,這裏很有可能在一個多月的時間裏釋放出一座浮在海面上向南漂流的“冰島”。在傑森?博克斯看來,一塊浮冰大到能讓一兩百人在上面駐紮便足以被稱為“冰島”。他們預測,首次釋放的“冰島”面積可能有20平方公里,之後,彼得曼冰川還會陸續斷裂出5座“冰島”。
在傑森.博克斯細密的監測格陵蘭島32個主要冰川變化時,他發現2006 2007年間,格陵蘭的冰架面積減少了62.9平方公里;2007 2008年,數字驚人地達到183.8平方公里,幾乎是前一年的三倍。
2001年,美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的艾瑞克?瑞格諾(Eric Rignot)用衛星遙感的資料研究彼得曼冰川時,就發現“格陵蘭島上包括彼得曼在內的三個大冰川每年的品質收支為負數,每年大約丟失掉4立方千米的冰”。2008年,接著發現冰架底部的融化速度是表面融化的20 倍,是釋放冰山的18倍。“如果這種狀況對冰架來說是普遍的,那就意味著由溫暖的海水所引起的冰架融化將比基於冰架厚度減小所做的預測更快地令冰架破裂。”他和美國科羅拉多大學的康瑞德?史戴芬(Konrad Steffen)在2008年的論文裏同時論述道。
冰蓋消融的後果-現在全球變暖使格陵蘭島和南極冰蓋的冰量迅速減少,在冰蓋的邊緣,可以頻繁地聽到冰川震動的隆隆聲響,冰蓋消減又究竟如何促使海平面上升的呢?科學研究顯示,在冰蓋的內部運動和入海移動方面,由液態水起到的作用至關重要。
冰蓋冰量的減少,歸根結底是由於大陸冰流 和注出冰川 加速將冰體傳送至海洋。過多的冰體流入海洋,漂浮的冰塊會排開海水,引起全球海平面的上升。值得一提的是,浮在海面的冰架崩裂或融化後,對海平面沒有影響。這是因為根據阿基米德定理,浮冰的重量與它排開水的重量相等,當浮冰融化後,它的重量不會發生變化,所以排開水的體積也不會變化。
過去數年間,研究人員對加速冰體流動的過程有了兩點重要的新認識:
第一,當冰流底部遇到泥漿、融水或連續的並下湖時,因為它們間歇性的潤滑作用,冰流會突然加速。
第二,如果流入海洋的冰架或冰岩 發生崩裂,大量的水流便失去了天然的屏障,例如2002年拉森B冰架崩裂後,冰流的移動速度顯著增加,此前被困在瓶頸處的陸基冰流和冰川,一旦找到了突破口,就會加速向海洋移動,最終增加海水體積。
第三種加速冰蓋移動的過程與第二種密切相關,正如在拉森B冰架崩裂後,冰川會加速移動那樣,如果暖洋流將與冰蓋連接的冰架削薄,冰蓋也會加速移動。在西南極洲的阿蒙森海域,冰蓋表面一年下降了近1.5米,冰蓋的移動速度則加快了近10%,這兩種情況顯然都與冰架變薄有關。
來看一組數據:每100立方米的冰體離開陸地進入海洋,全球海平面就會上升約0.3mm,這個數字聽起來也許不是很大,但讓我們分析一下目前世界三大冰蓋所固定的冰體吧:如果西南極冰蓋融化,將使海平面上升約5.8米;如果格陵蘭島冰蓋消失,海平面將上升約7.3米;而東南極冰蓋的融化,將使海平面上升約52米,三者合計,大約為65米。
冰流:巨大的冰體輸送帶,厚度與冰蓋本身相仿(大約1100 2000米),寬達100公里,從"上游"延伸800多公里直到海洋。冰流穿過周圍的冰蓋,走走停停,向前移動時會在兩邊留下裂縫。在快速移動的情況下,冰流每年向四周的海洋推進約200 1600米,而周圍的冰蓋則基本上保持不動。在南極洲,進入海洋的冰中大約有90%是通過冰流完成的。
注出冰川:如果冰流被地形所分隔,如被山脈割斷或包圍,就被稱作注出冰川。
冰岩:與注出冰川相連接的狹長冰架,在格陵蘭島的峽灣處較為普遍。
美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)瑞格諾後來參加了2008年美國地球物理聯合會(AGU)秋季會議,他在給會議的報告中說,格陵蘭和南極正在以更快的速度為海平面上升做“貢獻”。到2100年,海平面很可能上升1米並且主要的冰蓋消失,在2100年之後,海平面可能會上升數米。2100年之後的情況“屬於科幻”,遇到這種情況“沒有必要往山上跑。”他苦澀地調侃“走去就行。”
當極地地區的冰川在崩塌、在融化,散落在地球上的其他冰帶因為氣候系統的連鎖反應,也紛紛宣佈了危情。其中,位於赤道以南350公里的乞力馬札羅冰川已被科學家宣告可能于2018年就將全部融化。
“它像整個世界那樣寬廣無垠,在陽光中顯得那麼高聳、宏大,而且白的令人不可置信,那是乞力馬札羅方形的山巔”,海明威《乞力馬札羅的雪》向我們展示了一座帶有某種神秘符號的雪山美景,令人心馳神往。然而,由於氣溫的不斷上升,乞力馬札羅山頂上厚達150英尺的積雪正在一點一點的融化。專注于乞力馬札羅的著名冰川專家、美國俄亥俄州立大學教授朗尼?湯普森預測說:“由於全球暖化,乞力馬札羅冰川將難逃宿命,2018年冰川可能全部融化,對於全球氣候變化敏感的乞力馬札羅的命運,是證明全球氣候正在劇烈變化的一個重要的證據”。
湯普森曾雇用110名工人,從乞力馬札羅山岩基上運回重達4噸的6個冰川冰核,這些冰核極其珍貴,已經保存了11700多年,湯普森發現冰川融化的證據就在這些高50米冰核的上部,他在其中發現了只有冰川融化時才會出現的氣泡。
2009年,湯普森結合自己積累多年資料資料進行分析,得出結論,過去百年內乞力馬札羅發生了巨大的變化:1912年的冰川面積12.1平方公里,到了2007年的1.85平方公里,其85%的冰川都已消失,而且消融有加快的趨勢。
乞力馬札羅冰川消融的命運現在看來似乎已無法避免,湯普森說:“由於我們整個地球的氣候系統有一個20 30年的滯後期,因此,未來20 30年,隨著世界海洋的升溫以及冰川和冰蓋的融化,估計全球氣溫會平均上升0.6攝氏度,這足以導致諸如乞力馬札羅這樣的熱帶冰川的徹底消失。”
世界主要冰川融解情況-IPCC報告稱,2008年全球有超過20個冰川出現逾半米厚的冰塊流失。
北冰洋-所在位置:北極圈。
融化情況:冰層每10年便融化9%,估計不出一個世紀,冰塊在夏季會完全消失。
奎爾卡亞冰帽-所在位置:南美洲秘魯。
融化情況:世界上最大的熱帶冰蓋,每年融化速度加速至60米。
阿爾卑斯山-所在位置:歐洲。
融化情況:至本世紀末,阿爾卑斯冰川的面積將只有1970年代時的5%。
魯文佐裏冰川-所在位置:非洲烏干達。
融化情況:冰量在上世紀已流失了75%,8個冰帶中已有6個完全絕跡。
喜馬拉雅山珠穆朗瑪峰-所在位置:中國和尼泊爾邊界。
融化情況:近50年間,這裏的冰川已縮小2 5公里,融冰並淹沒了附近地區。
青藏高原冰川-所在位置:亞洲中部。
融化情況:南北極圈以外最大的冰帶,冰川數目達46,298個,以每10年50%的速度消失,影響亞洲多個地區的飲用水供應。
新西蘭冰川-所在位置:大洋洲新西蘭
融化情況:在19世紀便開始融化,至今已流失了一般冰塊。
乞力馬札羅山-所在位置:非洲坦桑尼亞。
融化情況:冰川的面積在上世紀已縮減了80%。
巴塔哥尼亞冰田-所在位置:阿根廷。
融化情況:南極外南半球最大的冰帶,但也是全球融化速度最快的地方,9%的海水水位上升都是源自這裏的冰塊。
天山山脈-所在位置:中亞。
融化情況:上半個世紀內,這裏的冰川融掉了1/3,每年平均流失2立方公里。
大高加索山脈-所在位置:俄羅斯。
融化情況:冰塊在上世紀已融掉了一半。
挪威冰川-所在位置:挪威。
融化情況:在挪威1,627個冰川中,大部分會在下世紀完全融化,包括所有小冰川及1/3個大型冰川。
格陵蘭島冰床-所在位置:北極圈
融化情況:北半球最大的陸地冰帶,每年最少50立方公里的冰塊融化,令海水水位每年上升0.31毫米。
阿拉斯加冰川-所在位置:美國。
融化情況:近10年冰川融化速度比之前的40年快3倍,令海水水位每年上升0.14毫米。
世界上有1/3的人口生活在海拔90米以下的地區,多數大城市也位於沿海或者濱海濱江的三角洲地區,除了海拔較低的地區將會在海平面上升中遭遇威脅,各國的三角洲地區也將成為氣候變壞的最大的受害者之一。世界自然基金委員會發表的一份報告稱,到2050年,全球海平面將上升50釐米,就全球而言,136座沿海大城市,價值28.21萬億美元的財產將受到影響。
哥本哈根氣候大會上, IPCC列出最危險三角洲,中國三大三角洲不幸也在名單之中。
三角洲的最大悲劇-2009年12月29日,鳳凰衛視《解碼陳文茜》節目公佈了一份來自哥本哈根大會的報告,該報告是聯合國IPCC集結全世界5000位氣候專家進行診斷所作出的結論報告。報告中提出,全球有2/3的三角洲瀕臨沉沒,並且列出了最危險區與次危險區(見圖)。次危險區在地圖上用黃色區域表示,這部分區域覆蓋了越南的湄公河、緬甸的伊洛瓦底江以及孟加拉的恒河。而紅色區域則是最危險區,這部分區域卻是和我們密切相關的,包括中國的黃河三角洲、長江三角洲及珠江三角洲,簡單來說就是天津、上海、廣州。
三角洲:是河流流入海洋或湖泊時,因流速減低,所攜帶泥沙大量沉積,逐漸發展成的沖積平原。世界上比較著名的三角洲很多,主要有尼羅河三角洲、密西西比河三角洲、多瑙河三角洲、湄公河三角洲、恒河三角洲以及我國的長江三角洲等。
報告說,如果未來海平面上升1米,北冰洋在2020 2037年間某一天夏天融化,這部分地區將面臨最嚴重沉沒的威脅。而這些地區乃是中國當前經濟起飛最繁華的城市,也是當年所謂航海時代崛起的繁榮城市。
全世界2/3的三角洲中被列為最危險區的,除了中國三大三角洲外,還包括了歐洲部分:法國的隆河三角洲、埃及的尼羅河三角洲。這些三角洲除了面對來自外部的海平面上升威脅,地質下陷還構成三角洲內部的壓力。美國科羅拉多大學的一份最新研究報告表明,全球33個人口密集的大型三角洲地區中,
有2/3(22個)正面臨“地陷海升”的雙重威脅,在過去10年中,全球33個大型三角洲地區中有85%曾受到嚴重洪澇災害,導致26萬平方公里土地受淹。而如果海平面持續以目前所預測的速度上升的話,本世紀內受淹土地面積還將增加50%。
美國科羅拉多大學的這份報告也指出,中國的長江三角洲、珠江三角洲及黃河三角洲,已“躋身”這一危機榜上最嚴重的一級。上海平均標高是4米,而黃浦江漲一次潮就高達5米多,再繼續沉陷2米,上海立刻就會陷入汪洋。
這份研究成果,是研究人員對各地三角洲衛星圖像分析後得出的結論,他們根據各三角洲地區受威脅的程度將其分為5個等級。長江、珠江和黃河三角洲面積約為16萬平方公里,人口接近1億。不過,中國專家表示並不認同中國三大三角洲已瀕“最嚴重級別”的結論。
對此結論,一直關注沉降問題的上海地質學會秘書長、地質學專家劉守祺表示,三大三角洲的地面沉降問題確實很嚴重。資料顯示,地面每下沉1毫米,所在城市就會有2億元人民幣左右的損失。不過,他並不認同三大三角洲已瀕”最嚴重級別“的結論。劉守祺認為,目前中國主要是通過大量的地面觀測資料測量地面下沉幅度。與此相比,通過衛星圖片測量在精度方面存在很大限制,測量資料並不一定準確。
無論沉降處於何種級別,隨著人類活動的頻繁,地面沉降已成既有事實。據媒體報導,近20年來中國地面沉降大有蔓延之勢,從過去的上海蔓延至長三角、珠三角、京津塘和華北等廣大地區,95個城市受到地面沉降的威脅。到2003年底,北京已經形成5個地面沉降區,累計沉降量大於50毫米的已達2815平方公里,最大沉降量達722毫米,並呈加快趨勢。此外,美國科羅拉多大學的這份報告還特別指出,珠江三角洲和湄公河三角洲在面對地面下陷以及海平面上升的威脅的同時還要經受颱風的考驗,每年都要遭受嚴重的洪水威脅。
在全球氣候系統變暖的大背景下,我國是氣候變暖最顯著的國家之一。2007年科學技術部、中國氣象局和中國科學院共同編寫的《氣候變化國家評估報告》得以發佈,展現了我國近百年的氣候圖景:近100年來,我國平均地表氣溫明顯升高,升溫幅度約為0.5 0.8 ;近50年,我國增暖尤其明顯,平均地表氣溫增加1.1 ,增溫速率為0.22 /10年,明顯高於全球或北半球同期平均增溫速率。
“近50年來廣東年平均氣溫的增溫速率為0.21 /10年,與全國平均水準相當,其中珠江三角洲地區增溫速率最高,達0.3 /10年。” 廣東省氣象局區域氣候變化與防災減災首席專家杜堯東博士表示。由此看來,珠三角地區近50年來的快速升溫已經使得其成為我國主要的增溫地區。杜堯東博士進一步預估“廣東未來氣候變暖趨勢將進一步加劇,到2020年將可能曾暖1.5 ,2050年增暖2.7 。”與氣溫上升保持增長相仿的是,我國的沿海海平面也呈現上升趨勢。
2008年1月15日國家海洋局在北京發佈了《中國海平面公報》,報告披露:近30年來,中國沿海海平面呈波動上升趨勢,平均上升速度為每年2.6毫米,高於全球平均水準。2008年沿海海平面為近10年來最高,比常年高出60毫米,與2007年相比,總體升高14毫米。區域特徵為南海沿海升幅明顯高於北部,相較常年,海南升幅最大,已經超過了80毫米,山東、江蘇、廣東和廣西次之,升幅均介於60 80毫米之間,而遼寧、河北、天津、浙江和福建升幅均低於60毫米。
聯合國最權威的氣候研究機構IPCC最新的報告指出,由於受到海平面上升和地質下陷的雙重威脅,全球有2/3的三角洲瀕臨沉沒,其中,最危險級別的包括了中國的黃河三角洲、長江三角洲及珠江三角洲,也即天津、上海、廣州等我國最發達城市。報告說,如果未來海平面上升1米,北冰洋在2020 2037年間某一年夏天融化,這部分地區將面臨最嚴重沉沒的威脅。報告中提出,次危險區覆蓋了越南的湄公河、緬甸的伊洛瓦底江以及孟加拉的恒河。
另一份研究報告也指出,在過去10年中,全球33個大型三角洲地區中有85%曾受到嚴重洪澇災害,已導致26萬平方公里土地受淹,海平面上升將會加重這一趨勢。
不過,我國專家表示並不認同我國三大三角洲已瀕“最嚴重級別”的結論。
2008年中國海平面再創新高,發人深省。原中國氣象局局長、中科院院士秦大河預計“未來海平面將繼續升高,到2050年約上升12 50釐米,珠江、長江、黃河三角洲上升9 107釐米。”中國測繪科學院專家則指出,我國受海平面上升影響最大的當屬珠江三角洲。
令人憂心的是,珠江三角洲地勢低平,絕大部分地區海拔高度不到1米,其中有1/4的土地在珠江基準面高程 0.4米以下,大約有13%的土地在海平面以下。廣州、佛山、珠海、中山、東莞等大部分地區高程在珠江基準面0.5 2.0米左右,許多地區目前靠堤圍防護。(高程:是指某一點相對於基準面的高度。)
三角洲中被列為最危險區的,除了中國三大三角洲外,還包括法國的隆河三角洲、埃及的尼羅河三角洲,這些地區也都是人類最集中的居住地之一。(續7/9)
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