格陵蘭島在變黑嗎？

      最近，格陵蘭冰蓋經(jīng)歷了冰川加速融化，導(dǎo)致了全球海平面上升。隨著北極溫度變暖，融化可能會(huì)增加雪表面的暗度—如果表面的冰和雪變成黑色，它會(huì)更快吸收太陽(yáng)輻射，變熱、融化，造成海平面大規(guī)模上升，這將淹沒(méi)世界許多城市。
      但是許多監(jiān)測(cè)格陵蘭冰蓋和冰芯的氣候模型已經(jīng)嚴(yán)重過(guò)時(shí)，這給研究人員的野外工作造成了困難，成本也很高。因此，科學(xué)家無(wú)法確認(rèn)格陵蘭島的雪是否存在變黑的現(xiàn)象及其原因。
      去年春天，一個(gè)科研項(xiàng)目組開(kāi)始探索這個(gè)問(wèn)題，以及雪下的程度、區(qū)域，雪融化了多少，最終海平面即將上升到的高度?？蒲行〗M開(kāi)始研究最近西格陵蘭冰蓋滲流區(qū)表面物質(zhì)平衡的變化，包括用雪地摩托橫跨格陵蘭島3000公里來(lái)調(diào)查這塊巨大冰蓋將如何變化及變化的原因。

 

      為了收集關(guān)鍵數(shù)據(jù)，Gabriel Lewis（博士候選人）選擇應(yīng)用美國(guó)ASD FieldSpec4 地物光譜儀（以下簡(jiǎn)稱FS4），因?yàn)镕S4采用便攜式設(shè)計(jì)，堅(jiān)固耐用，便于運(yùn)輸和野外現(xiàn)場(chǎng)使用，同時(shí)，F(xiàn)S4也可以測(cè)量反射率——在多個(gè)頻率上（350~2500 nm）都有很高的分辨率和精度，提供更詳細(xì)和完整的畫(huà)面。FS4還可以通過(guò)探針測(cè)量雪粒的光學(xué)晶粒度——一個(gè)確定雪是否已變黑的至關(guān)重要的信息。
      除了測(cè)量反射率和雪粒的光學(xué)晶粒度，科研小組也收集了連續(xù)探冰雷達(dá)和7個(gè)25-30m的積雪芯，以及373次反射率測(cè)量數(shù)據(jù)和雪樣。隨后，該小組分析了樣品，并測(cè)量了它們的煙塵雜質(zhì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室分析，該小組能夠測(cè)量雜質(zhì)的數(shù)量、來(lái)源，以及確認(rèn)它們是自然形成的還是人為的。
      該項(xiàng)目同樣應(yīng)用了遙感數(shù)據(jù)，將他們的發(fā)現(xiàn)跟通過(guò)當(dāng)前科學(xué)理論（區(qū)域性氣候模型RCM和中等分辨率圖像光譜儀MODIS衛(wèi)星）得出的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了比較。雖然該項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2017年年底完成，但到目前為止，Lewis和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了來(lái)自衛(wèi)星與現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)之間的相似之處。
      結(jié)果初步表明，RCM和MODIS反射率數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地捕捉到了反射率的空間變異性，并與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量十分吻合。結(jié)果同樣表明，光學(xué)晶粒度與反射率呈負(fù)相關(guān)，但雜質(zhì)質(zhì)量與反射率無(wú)相關(guān)。這些結(jié)果與最近研究相一致，這證明，雪的晶粒度在減少反射率的作用上是黑碳含量和雪密度的5-10倍。
      “知道我們走在正確的軌道上真是太好了，”Lewis說(shuō)，“在格陵蘭島做的反射率測(cè)量數(shù)據(jù)，與許多衛(wèi)星、氣候模型測(cè)量數(shù)據(jù)相吻合，這真是太棒了。”
      對(duì)于冰蓋即將會(huì)發(fā)生什么，還有很多的不確定性——很復(fù)雜，而且很難建模和預(yù)測(cè)——所以，如果氣候模型能夠準(zhǔn)確地描述現(xiàn)在發(fā)生的事情，科學(xué)家們將會(huì)滿懷信心的應(yīng)用這些模型預(yù)測(cè)將來(lái)會(huì)發(fā)生的事情。

       “我?guī)兔κ占头治龅臄?shù)據(jù)會(huì)幫助我們理解氣候變化對(duì)格陵蘭島的影響，及其對(duì)地球未來(lái)的影響。”Lewis說(shuō)。

 

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