TT助力量化格陵蘭冰蓋的融化速度，積極應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)
2024-01-30，星期二
面對全球變暖的現(xiàn)狀，我們更加需要了解有關(guān)極地冰蓋的知識。格陵蘭冰蓋是僅次于南極冰蓋的地球上第二大冰蓋，對海平面上升有很大影響。事實(shí)上，如果整個格陵蘭冰蓋融化，可能會導(dǎo)致全球海平面上升7米。
為了解這片動態(tài)冰蓋的復(fù)雜性，丹麥和格陵蘭地質(zhì)調(diào)查局（GEUS）運(yùn)用了先進(jìn)的監(jiān)測方法和技術(shù)，對該區(qū)域的融化現(xiàn)象進(jìn)行了全面的調(diào)查。他們使用的設(shè)備是Lufft WS401 一體式天氣傳感器，可以測量溫度、相對濕度、降水量和氣壓，支持格陵蘭島各地監(jiān)測站的研究。
量化質(zhì)量平衡
冰蓋的質(zhì)量平衡決定了冰的凈增或減，是影響全球海平面上升的關(guān)鍵指標(biāo)。質(zhì)量平衡是由各種過程的復(fù)雜相互作用產(chǎn)生的，包括通過沉淀獲得的質(zhì)量增益和通過表面熔融、基底熔融、蒸發(fā)、升華和崩解獲得的質(zhì)量損失。
為了更好地了解質(zhì)量平衡的變化，監(jiān)測工作由兩個獨(dú)立的項(xiàng)目管理，這兩個項(xiàng)目將冰蓋分為兩個不同的區(qū)域：消融區(qū)和積聚區(qū)，消融區(qū)的冰在冰蓋周圍融化，積聚區(qū)的降水在中心區(qū)域積聚。
2007年，丹麥啟動了格陵蘭冰蓋監(jiān)測計(jì)劃（PROMICE），以評估消融區(qū)的質(zhì)量損失。在堆積區(qū)，GEUS最近接管了成立于1995年的格陵蘭氣候網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營。Lufft WS401 一體式天氣傳感器部署在這兩個區(qū)域，以測量有助于了解冰蓋質(zhì)量平衡的基本氣象參數(shù)。
格陵蘭島自動氣象站地圖（GEUS）
監(jiān)測冰流量
為了全面了解堆積區(qū)的近地表氣候，GEUS在44個臺站中的16個臺站的不同高度安裝了兩個Lufft WS401天氣傳感器。這種方法使團(tuán)隊(duì)能夠測量梯度，并提高確定質(zhì)量平衡的整體準(zhǔn)確性。
此外，GEUS還采用了其他儀器，如冰損失測量系統(tǒng)、風(fēng)速和風(fēng)向傳感器、太陽輻射儀器和傾斜傳感器，以創(chuàng)建冰蓋動態(tài)的整體視圖。用于確定蒸發(fā)和其他現(xiàn)象的太陽輻射儀器也是由OTT HydroMet旗下品牌Kipp & Zonen開發(fā)研制的。
安裝在兩個不同高度的氣象站（GEUS）
Lufft WS401是一款一體式緊湊型天氣傳感器，可測量溫度、相對濕度、降水量和氣壓。該儀器測量吸氣溫度的能力提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時為評估冰蓋表面的能量變化提供了其他氣象參數(shù)。
WS401的緊湊設(shè)計(jì)和多功能性使其成為極地挑戰(zhàn)性條件下的理想選擇。Lufft、Sutron和Kipp & Zonen均為OTT HydroMet值得信賴的環(huán)境監(jiān)測產(chǎn)品品牌。
Lufft WS401 一體式天氣傳感器
克服各種因素
在偏遠(yuǎn)惡劣的環(huán)境中監(jiān)測格陵蘭冰蓋，充滿了挑戰(zhàn)。極端寒冷的溫度和多變的風(fēng)需要堅(jiān)固的設(shè)備。在瞬態(tài)消融區(qū)，安裝在三腳架上的工作站可能會因強(qiáng)風(fēng)而翻轉(zhuǎn)；在堆積區(qū)，傳感器可以鉆入冰中。積雪會覆蓋太陽能電池板，導(dǎo)致發(fā)電站失去電力，該地區(qū)寒冷的溫度經(jīng)常導(dǎo)致電池故障。
將設(shè)備運(yùn)送到這些偏遠(yuǎn)地區(qū)更是一項(xiàng)后勤挑戰(zhàn)。船只被用作前往港口的主要運(yùn)輸方式，直升機(jī)被用于進(jìn)入偏遠(yuǎn)地區(qū)。登上冰蓋后，研究人員還可以使用滑雪板穿越地貌。大多數(shù)臺站每年都會進(jìn)行一次訪問，但北部地區(qū)的一些臺站只每三年進(jìn)行一次，因此需要強(qiáng)大的儀器。
影響氣候行動
GEUS收集的數(shù)據(jù)有助于做出基于數(shù)據(jù)的決策并支持行動。通過向丹麥氣象研究所提供關(guān)鍵天氣數(shù)據(jù)，GEUS正在從基于研究的測量過渡到基于操作的測量，這就需要標(biāo)準(zhǔn)化的臺站來滿足全球需求。此外，GEUS提供的數(shù)據(jù)對政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的報(bào)告做出了巨大貢獻(xiàn)，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了該研究在全球范圍內(nèi)的相關(guān)性。
目前，PROMICE和GC Net項(xiàng)目得到了來自丹麥政府的財(cái)政支持，為長期監(jiān)測的提供了資金來源。
推進(jìn)質(zhì)量平衡模型
根據(jù)GEUS的數(shù)據(jù)，格陵蘭冰蓋已經(jīng)連續(xù)27年消退。在今年的融化季節(jié)，它已經(jīng)減少了大約2000億噸。
由于存在許多變量，預(yù)測未來幾十年對海平面上升的確切影響仍然是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)。雖然冰蓋的質(zhì)量損失是一個關(guān)鍵參數(shù)，但也必須考慮海水溫度的上升及其對水量的影響和其他因素。
GEUS冰川實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Jakob Jakobsen博士說：“這項(xiàng)研究得出了一個年海平面上升的數(shù)字，但這只是冰山一角。有很多工作、傳感器和數(shù)據(jù)處理對這個數(shù)字有貢獻(xiàn)。我們可以將這些信息傳遞給決策者，并參與氣候討論。
PROMICE和GC Net的未來愿景包括部署新一代工作站，配備Lufft WS401和現(xiàn)有工作站。由于這些站每年最多只到達(dá)一次，升級這些站可能需要時間。該團(tuán)隊(duì)還專注于更高精度的定位，以補(bǔ)償由于浮冰表面造成的臺站漂移，以及提高效率和降低成本的風(fēng)力儀器。研究人員正在進(jìn)行開發(fā)工作，以加強(qiáng)維護(hù)過程，并探索測量積聚和消融的替代方法。
GEUS在監(jiān)測格陵蘭冰蓋方面的作用對于了解和減輕全球變暖的影響至關(guān)重要。Lufft WS401傳感器和環(huán)境監(jiān)測技術(shù)為評估冰蓋的質(zhì)量平衡提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。面臨挑戰(zhàn)，這些科學(xué)努力將會在未來發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
所有圖片由丹麥和格陵蘭地質(zhì)調(diào)查局（GEUS）提供
