融化之謎解開了冰原縮小的速度爲何快於增長的速度

一項研究顯示，氣候變暖比氣候變冷對格陵蘭冰原樺木層的影響更大，這使得通過地球工程扭轉融化的努力變得更加複雜。長期以來，科學家們從冰芯研究中瞭解到，融化冰層比重新凍結冰層更容易。最近發表在《冰凍圈》上的一項研究揭示了部分原因：冰的"海綿性"。

格陵蘭伊盧利薩特冰峽中的冰山。圖片來源：Megan Thompson-Munson/CIRES

該研究利用一個基於物理學的數值模型來評估整個格陵蘭冰原變暖和變冷對樅樹層（雪和冰川冰之間的多孔層）的影響。CIRES和ATOC的博士生梅根-湯普森-蒙森（Megan Thompson-Munson）與她的導師一起領導了這項研究，CIRES 研究員詹-凱（Jen Kay）和 INSTAAR 研究員布拉德-馬克爾（Brad Markle）共同領導了這項研究。

梅根-湯普森-蒙森（Megan Thompson-Munson）說："由於氣候變暖和變冷，樅樹層內發生的變化量並不相同。如果我們觀察數千年或數百萬年的時間，就會發現冰蓋的整體行爲是不對稱的：冰蓋可以迅速融化，但需要很長時間才能生長。我們發現的這種冷杉不對稱現象是這一難題中的一小塊。"

樅樹覆蓋了格陵蘭冰原約 90% 的面積，位於海拔較高的地方，與雪一起覆蓋着數百米厚的冰層，起到緩衝海平面上升的作用，因此在氣候變暖的情況下，樅樹是保護北極冰川不可或缺的一部分。杉木多孔且呈海綿狀，這使得水在流向下面的固態冰層時可以穿過杉木，在那裡重新凍結，增加現有冰原的厚度，而不是流向海洋。

在這項研究中，研究人員發現，氣溫升高正在迅速改變杉林儲存融水的效率，而氣溫降低可能無法像科學家希望的那樣幫助杉林完全恢復。

"變暖會消耗我們所說的'樅樹空氣含量'或'海綿度'"，"湯普森-蒙森說。"因此，由於氣候變暖而失去的海綿性要比由於降溫而恢復的海綿性更多。這一點很重要，因爲這種多孔的樅樹蕨可以緩衝冰蓋對海平面上升的影響。"

爲了瞭解樅樹如何對升溫和降溫做出反應，研究小組使用了一個名爲 SNOWPACK 的物理計算機模型，並對溫度這一變量進行了深入研究。這項研究在兩個方面開創了同類研究的先河。首先，研究人員研究了氣溫升高和降低對格陵蘭冷杉的影響。其次，研究範圍覆蓋了整個冰原，而之前的研究主要集中在較小的地理區域。

格陵蘭冰蓋在氣候變暖時的質量損失快於在氣候變冷時的質量增加。這項研究的主要進展是，格陵蘭的樅樹促成了這種變暖比變冷更大的不對稱反應。

湯普森-蒙森說，這項研究提出了一個有關地球工程和扭轉地球變暖能力的重要問題。任何旨在降低北極溫度的地球工程概念都可能無法像想象的那樣有效地保護冰雪；降溫的程度必須超過升溫的程度，才能幫助冷杉和冰川恢復正常。要想回到初始條件，我們必須進一步降溫，或者開始改變其他變量。現實情況是很難逆轉我們已經做的事情。