浙江
基于无人机的格陵兰岛水蒸气数据正在改善气候模型并加深对未来冰盖损失的了解。研究人员首次精确测量了格陵兰冰盖上层大气中的水蒸气。利用定制的无人机，他们的工作可以更准确地估计迅速变暖的极地地区的冰损失。
一架气动发射的无人机准备前往格陵兰岛 EastGRIP 收集空气样本进行同位素分析。图片来源：Ole Zeising/Alfred-Wegener-Institute
“我们将能够了解未来几年水如何流入和流出格陵兰岛，”第一作者、科罗拉多大学博尔德分校北极和高山研究所 (INSTAAR) 的博士生 Kevin Rozmiarek 说。“作为一个主要的淡水水库，我们需要了解格陵兰岛的环境未来将如何变化。”
该研究结果于 3 月 14 日发表在JGR Atmospheres 杂志上。
根据美国国家海洋和大气管理局 ( NOAA ) 的数据，2023 年秋季至 2024 年秋季期间，格陵兰岛损失了约 550 亿吨冰雪。这是连续第 28 年冰雪损失。自 1992 年以来，科学家估计格陵兰岛损失了超过 5 万亿吨冰。
格陵兰冰盖蕴藏着全球约 8% 的淡水。随着冰盖融化，全球海平面上升，可能破坏全球海洋环流和生态系统。
大部分冰损失来自冰川上大块冰块的脱落和地表冰雪的融化。升华，即固体先变成气体而不是先变成液体的过程，也可能起到一定作用。先前的研究表明，在格陵兰岛的一些地区，大约 30% 的夏季地表积雪可能会升华为水蒸气。
罗兹米亚雷克说，目前还不清楚这些水蒸气去了哪里。有些水蒸气可能会以雪的形式落回地面，或者随后重新凝结在地面上，但有些水蒸气可能会完全离开格陵兰的水系统。
在北极收集空气样本是一项昂贵且技术难度大的任务，因为它传统上需要在恶劣天气下驾驶飞机到达冰盖中部，然后将空气样本带回实验室。
Rozmiarek 和他的团队通过将空气采样设备装载到一架翼展 10 英尺的大型无人机上克服了这些挑战。
2022 年整个夏天，该团队从哥本哈根大学管理的东格陵兰冰芯项目营地起飞无人机 104 次，无人机在岛内的不同高度收集空气样本，最高可达距地面近 5000 英尺。
研究小组旨在研究空气水蒸气中氢原子和氧原子的类型。不同来源的水分子含有不同的氢和氧组合。科学家将这些变化称为同位素。
“同位素是水的指纹。通过追踪这些指纹，我们可以追溯到水蒸气的来源，”罗兹米亚雷克说。科学家已经收集了格陵兰岛水源的高质量数据，包括从热带地区流出的水和汇水，即格陵兰冰盖的表面积雪。“但我们对流动水的同位素组成知之甚少，即源头和汇水之间的水蒸气，”他补充道。
当研究小组将无人机测量结果与现有的模拟北极水循环的计算机模拟结果进行比较时，他们发现模拟结果低估了格陵兰岛的降水量。通过结合模拟中观察到的同位素数据，该模型准确预测了格陵兰岛的水流方式。
“能够尽可能准确地预测全球变暖对格陵兰岛的影响非常重要，”罗兹米亚雷克说。“我们通过成功改进现有模型证明了水蒸气同位素数据的实用性。”
大约 12.5 万年前，地球温度高于工业化前水平，格陵兰岛被一个明显较小的冰盖覆盖，海平面比今天高出 19 英尺。罗兹米亚雷克说，随着地球继续变暖，格陵兰岛冰盖可能会发生巨大变化，甚至缩小到当时的规模。
格陵兰冰盖蕴藏着大量淡水，这些淡水一旦流出，将导致全球海平面大幅上升。联合国估计，气候变化导致的海平面上升目前影响着全球 10 亿人。
罗兹米亚雷克希望重返格陵兰岛和北极其他地区，进行更多飞行并收集更多数据。
“这就像我们刚刚弄清楚如何在犯罪现场发现指纹一样。在我们最需要水的时候，这是了解这个重要系统中水流向何处和水来自何处的一个具体步骤，”他说。
编译自/ScitechDaily
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