南极冰川融化与气温飙升 南极出现巨大孔洞(1)

2017年,在南极威德尔海以东的冰层上突然出现了一个巨大的洞。从9月中旬开始,6周内这个巨洞就从约10000平方公里,增长到令人吃惊的80000平方公里,相当于四川盆地的一半大小。

这个巨大的孔洞究竟是如何形成,又是如何急剧扩大的,此前科学家们还没有可靠的解释。最近,纽约大学戴安娜·弗朗西斯(Diana Francis)领导的一项研究揭开了谜底,这个巨洞的出现与极地气旋和强风有关,未来甚至可能改变全球范围内的气候。

南极冰川融化与气温飙升 南极出现巨大孔洞(2)

这个巨大的孔洞实际是一个冰间湖(polynya),是一片被冰块包围的未冻结的巨大海洋区域,它被称为毛德海台(Maud Rise)冰间湖,位于拉扎列夫海。1974年,它就曾幽灵般地短暂出现,但此后就消失了踪影,最令人不可思议的是,它是在南极冬季里出现的,正是南极海冰最厚的时候。

此前没有人知道它为什么会出现,只是有人猜测,可能是因为风吹过冰面引起的,但为什么会在气温最低的冬季出现却无法解释。

南极冰川融化与气温飙升 南极出现巨大孔洞(3)

弗朗西斯的团队利用卫星观测数据,以及与冰间湖形成在时间和空间上有关的高分辨率数据,计算了形成这个孔洞的条件。结果表明,形成这种现象的主要原因并不是热力学效应导致的直接冰融化,而是南极气旋强烈作用的结果。来自冰面的强风将海冰拖向左侧,而相当于蒲氏风级11级的强烈旋风,则将海冰带向相反的方向,在激烈的拉锯之下,气旋中心附近的冰面开始破裂,形成了巨大的孔洞,并迅速扩大,最终与海洋融合在一起。

南极冰川融化与气温飙升 南极出现巨大孔洞(4)

研究人员认为,海洋中出现的冰间湖非常重要,因为它们会在冬季导致海洋与大气之间交换大量热量,影响海洋环流和大气,有可能在全球范围内改变气候。由于气候变暖的影响,未来将会有更多的极地气旋出现,因此气旋和冰间湖之间的相互作用,可能会对未来地球气候产生影响。

这项研究发表在4月24日《地球物理研究期刊:大气》上。

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