目击格陵兰的融化

作者: 南方周末记者 黄永明 2009-07-08 17:43:42 来源:南方周末

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直到 2002年，冰川学家才真正开始考虑气候变化对格陵兰冰川的影响；而到了2007年，科学家才认识到更为重要的事实：冰川正在以相当快的速度终结冰盖，冰川将冰送入海中的速度比内陆冰融化的速度快得多

危险的蓝宝石

一架空客A330型客机从丹麦哥本哈根向西飞行，在经过冰岛上空之后不久，就接近了格陵兰岛。这时，飞机上的每个舷窗前都至少有一个脑袋向下张望，世界上最大的岛——一个冰雪世界——吸引着众多目光。

这座岛有五分之四的面积位于北极圈以内，冰盖最厚的地方达到了3.4千米，如果它上面所有的冰雪融化，将使地球的海平面上升7米，而问题在于，它现在正在加速融化。因而它不但吸引着旅行者的目光，它更是气候学家和冰川学家们关注的焦点。

飞机接近格陵兰东海岸时，首先看到的是白色的斑点在深蓝的海水中构成巨大的不规则图形，那些白色的斑点都是浮冰。很快，这些浮冰的源头就出现了，也就是冰川。土地却迟迟没有显现，人们看到的只是一些突兀的山峰，以及山峰周围白茫茫的冰雪。这种状况也没有持续很久，当飞机飞到更为内陆的地方时，目力所及便只有无边无际的耀眼白色了。

不过，当飞机到了岛的西侧时，一种罕见的地貌让人怀疑自己究竟是看到了什么。只见平坦的白色冰盖上出现了一个个深蓝色的椭圆，就好像质地上乘的蓝宝石。这些蓝宝石其实都是冰面融化形成的湖泊。它们通常出现在格陵兰的东北部、北部和西部。尽管看上去极其漂亮，但它们也正在引起冰川学家的担心。

这些湖最大的直径大约有2千米，最深的地方有15米。也有些湖并不是圆形的，它们能长达5千米，但宽只有800米。所以这些湖的最大面积是9平方千米。每一个湖都像是一水池的水，也有放水的“管道”。科学家已经在南极洲的冰盖上观测到，湖水像钻头一样钻下去，使冰盖出现很宽的裂缝。显然，有太多的湖出现并不是一件好事情，它们会破坏冰盖。

这些湖只在融化大于降雪的地方形成。格陵兰岛上的这些湖在5月下旬开始出现，然后它们在夏天的某些时候可能会放空，而那些没有放空的湖可以持续到9月中旬。没有放完水的湖在冬天就会再次冻结上。但是大多数的湖最终都会将水放完，而且实际上这个过程有时候是非常快的。

冰川学家只有10年的数据，但如果查看这10年的数据，看气温高的夏天和气温低的夏天，就会发现在温度较高的时候，会出现更多的湖。同时，事情是复杂的，因为湖会放水，而冰川学家们记录到的并不是放水的时间。所以有另一种可能是，这仅仅是一个当地的个别事件，并不是气候变化的信号。

那些湖是自然形成的，并非近些年才出现，但已经有研究显示，湖在变多也在变大。有些冰川学家发现，在较热的夏季，会出现比较大的湖。他们还推测，如果气候持续变暖，我们应该会看到更多的湖。

如果格陵兰的冰雪全部融化，地球的海平面将会上升7米

杰森·博克斯拿着刚刚收回的冰川照相机 　图/南方周末记者 黄永明

南方周末记者黄永明（右一）搭乘绿色和平组织的“极地曙光号”到格陵兰和北极地区考察

比报告所说更严重

飞机首先抵达南斯特伦菲尤尔（Kangerlussuaq），这个格陵兰的城镇几乎刚好位于北极圈上。从这里转小飞机向西北继续飞行半个小时，就到了格陵兰第二大城市荷尔斯泰因斯堡（Sisimiut）。

6月24日，绿色和平组织的“极地曙光号”在这里靠岸。它十多天前从荷兰阿姆斯特丹启航，横跨了大西洋。在哥本哈根转机而来的中国参与者从这里上船，同时还有美国俄亥俄州立大学拜尔德极地研究中心的冰川学家杰森·博克斯（Jason Box）博士。

“极地曙光号”打算沿着格陵兰的西海岸一直向北航行，考察气候变化对格陵兰冰川的影响。

联合国政府间气候变化委员会（IPCC）在2007年发布的气候变化报告中，对1993－2003年间格陵兰对海平面上升的贡献的估计是平均每年0.21毫米上下。

IPCC的这份报告采纳了博克斯的部分研究数据。具体来说就是格陵兰冰盖的表面每年融化了多少，又有多少降雪，看这两者的平衡情况。他得到的结论是，降雪量呈现出增加的趋势，但是融化的趋势比降雪增加的趋势还要强。“就像是一个银行账户，有更多的钱进来了，但花的钱比进来的钱还要多。”他说。

实际上，博克斯认为格陵兰冰川融化的情况比IPCC报告中所说的还要严重。IPCC的这份篇幅巨大的报告容纳了数以千计的科学家的研究结果，这些结果都是基于已经在正规学术期刊上发表的论文。2006年1月，报告截稿，但仅仅就在一个月之后，一项重要的研究结果在美国《科学》杂志上发表了。

美国宇航局喷气推进实验室（JPL）的艾瑞克·瑞格诺特（Eric Rignot）及其合作者分析了1996年到2005年之间卫星雷达对格陵兰冰川的观测，发现了令人惊讶的结果：在格陵兰中东部，名为Kangerdlugssuaq的冰川在2000年到2005年间的流动速度增加了一倍不止，从每年6千米增加到每年13千米，成为格陵兰流动速度最快的冰川。此外，南部的Helheim冰川的速度加快了60％，西部的Jakobshavn冰川也加快了一倍。这些冰川如此大幅度地加速流动都仅仅发生在几年之内。

与此同时，发表在《冰川学报》的一篇文章则指出，在1992年到2002年之间，格陵兰冰盖的收支已经接近平衡，平均每年新形成的冰仅仅比融化掉的冰多出11立方千米。而在总体上，由于底部的融化和向外释放出冰山，格陵兰每年失去47立方千米的冰。在瑞格诺特发表的那项研究中，这一数字高达每年224立方千米上下，另一篇发表在《科学》杂志的研究给出了每年148立方千米的数字。还有一篇发表在《地球物理研究快报》的文章认为这一数字是每年82立方千米。

尽管四项研究结果给出的数字各异，但它们都毫无例外地显示出格陵兰的冰盖正在萎缩。

“没有任何一个冰川流动模型预测了会有如此之快的变化。”当时华盛顿大学的冰川学家伊万·约金（Ian Joughin）这样评论，“如果你看教科书，你会看到冰盖的响应时间是一千年或是更长。”

“正在萎缩的冰川”被《科学》杂志评为2006年十大进展之一。然而正是由于截稿时间的原因，IPCC的报告并没有把冰川流动得更快这个最新的研究结论纳入在内。因此，海平面上升的速度实际上可能比2007年报告中预测的要快得多。

现在科学家观测到的海平面上升的速度是一年3.2毫米，这其中有三分之一都是格陵兰贡献的。或者说，格陵兰每年向海平面上升贡献0.6－0.9毫米。3.2毫米中另外有40％来自于气温升高后海水的热胀，而剩下的30％来自于美国阿拉斯加、巴塔哥尼亚、冰岛、南极洲等地的总和。

无冰的坦途

“极地曙光号”从荷尔斯泰因斯堡向北启航的第二天，也就是6月25日，海面上已经能够看到一座座的冰山。控制室里时刻有人戴着深色太阳镜观察海面，看到前方一英里处有冰山时便调整航向，避免相撞。

这些冰山来自于上面提到的Jakobshavn冰川，它是整个北半球最富生产能力的冰川。冰山从Jakobshavn冰川分裂出来，在颜色浓重的海面上向南漂移。Jakobshavn可译成“雅各布海文”，其中的“雅各布”是人名，“海文”的意思是安全的地方。这显然与实际的情况大相径庭。

但是，到了两天以后，海面上却再也见不到任何冰山了，至多偶尔有一些小块浮冰飘过。这是因为北边的冰山流动得没有那么快，也就不会产生那么多的冰山。此行的主要目的地是位于超过北纬81度的Petermann冰川。与Jakobshavn冰川相比，虽然后者比前者宽两倍，但它产出冰山的能力只是前者的1／15。Petermann并不是一个流动速度很快的冰川，其他在格陵兰北部的冰川也都不是很快。

所以，让老水手们和科学家感到不正常的并非这一点。真正让他们感到惊讶的是另一种现象。他们注意到，船航行在格陵兰与加拿大埃尔斯梅尔岛（EllesmereIsland）之间（奈尔斯海峡）时，水域开阔，海风不带有一丝凉意。

杰森穿着一件深蓝色的短袖T恤站在甲板上。“这十分不正常。”他看着海面说，“我们应该看到冰才对的，可现在什么都没有。”

这种现象有一个俄语名字，叫做“polynya”。在正常情况下，奈尔斯海峡从每年的2月初开始冰封，到了7月的最后一个星期冰才会破碎。可是，现在是6月底，“极地曙光号”却在这里畅行无阻，全速北上。

“今年它在冬天就没有冻结，这是至少32年来的第一次。”杰森说。

加拿大的监测资料则显示，奈尔斯海峡在2007年没有冰封，使得来自北冰洋的大冰块能够一路南下，直达巴芬湾。它在2008年倒是冻上了，但冰封的区域却比以往更为靠北。今年，至少到现在为止，它没有任何冰封的迹象。尽管与2007年不同，今年在格陵兰与加拿大之间形成了冰桥，冰桥阻挡了北冰洋古老的冰块南下，但冰桥的位置却极为靠北，在地图上看，纬度比通常的情况高出了两三度。

科学家认为，这种现象通常是由于海水温度高或者风力作用形成的，而且很可能是两者共同在起作用。美国宇航局的卫星观测显示，polynya形成时，海水表面的温度比周围的环境高出2－3摄氏度，海水的热红外辐射显著高于周边。

另外，与冰桥形成的位置有关，一股北风持续地从海峡中吹过，冰桥处新形成的冰被不断吹走，飘向南方。这就造成海峡北端的冰桥边缘始终处于破碎状态，冰层也总是很薄。

加速流动的冰川

这是杰森第18次来格陵兰远征。从1994年开始到2005年，他每年都会来到格陵兰。在那个阶段里，他参与的是美国宇航局的一个研究项目，重点研究冰盖收支平衡的情况，也就是降雪与消融之间的平衡，观察冰盖对气候变动的短期和长期响应。

在那个时候，诸如“气候变化”和“全球变暖”这样的词汇还非常年轻。“我们并不以为格陵兰会是个重要的地方，因为那个时候的常规观点是，冰盖移动得非常缓慢，对气候也没有响应。”杰森在“极地曙光号”的酒吧里对南方周末记者说，“但是这种认知现在已经大大改变了。”

到了2002年，冰川学家才真正开始严肃地考虑气候变化对冰川的影响。美国宇航局戈达德飞行研究中心的杰·兹沃利（Jay Zwally）发表的一篇论文给出了GPS观测的结果，显示了夏天格陵兰内陆的冰在加速融化，速度加快了60％。实际上，现在这一速度更快了，在很暖的夏天达到了100％。

当时的冰川学家还只是认识到了气候和冰盖融化之间存在关联，而到了2007年和2008年，科学家又认识到了更为重要的事实：冰川正在以相当快的速度终结冰盖，冰川将冰送到海中的速度比内陆冰融化的速度快得多。相比之下，内陆冰盖融化的速度加快了一倍，这只在千年的尺度上有影响，而在短时间内产生影响的是冰川。

冰川与冰盖的区别在于，冰川是在山之间流动的，换句话说冰川是受到地面形状控制的，而冰盖如此之厚，以至于能把山都给埋起来，而且它并不被地面所控制。冰川是内陆冰盖的开口，就好像巨大水池的狭窄出口，它们将冰盖中积存了上万年的冰放出去。

与最厚处达到3.4千米的冰盖相比，最厚的冰川大概能达到900米，随着它们离海越来越近，厚度也在迅速降低，最后薄到大约10米。它们在往外流动的过程中变得越来越薄，是因为与水接触以后融化最快——这一点在科学上其实是一项相当晚近的发现。在1990年代，科学家并不知道漂着的冰川的底部的融化是多么重要，而现在他们已经完全不会忽视这个方面。

实际上，表面融化和底部融化都是重要的。虽然底部融化的速度要快得多，但表面融化之所以重要，是因为冰盖上有很大的面积都在进行表面融化。如果融化的水流进一条裂缝，那它就很可能把冰分开，一直钻到冰底下去。

冰川照相机

6月26日早上6点多，杰森就乘直升机出去了，他要在这一天收回两年前放在冰川附近的照相机。

在冰川附近放上数码相机进行拍照，有些冰川学家称这一研究方法正在变革冰川学。其实早在1980年，就有一些来自美国阿拉斯加的学者用胶片摄像机拍摄冰川，但由于寒冷和电池的原因，效果并不好。在1996年到2005年之间，又开始出现用数码摄像机拍摄和研究冰川。

与以上这些都不同，杰森用的是尼康D200型数码相机，相机加装了手柄，以便能多放一块电池。他将相机放在一个灰色的小箱子里，箱子的一侧有窗户，这样既不影响拍照又对相机起了保护作用。相机上还加了一个电子装置，能够控制相机每隔一段时间便自动拍摄一张照片。机箱由一个结实的三脚架支起，另一端连着一大块笨重的电池。三脚架上还有一块中国制造的太阳能板，在白天的时候，太阳能板把阳光转化为电能贮存到大电池中，电池充满电的状况下能供相机使用整整一冬天。

“还没有人成功地将相机长时间放在冰川边上。”杰森说，“如果要一两个人扎营在那里拍照，那会是很大的工作量。”

杰森的照相机在冰川旁自动地每隔一小时或半小时拍摄一张照片，整年不息。这是卫星观测所做不到的。

如果用卫星做相似的事情，时间尺度最短也在10天到20天。“你用GPS能够做到一秒钟得到一次数据，但你只得到冰川表面的一个点，而用相机你得到非常多的点。”杰森说。

他认为，这种观测方法的真正革命性的地方在于，让科学家看到冰川裂缝的形成，能够测量一片冰掉下来需要多少时间，并且能够了解到冰川前缘的水有多深，而比这些都更加重要的是，以一小时或半小时的间隔测量冰川流动的速度。

那是疲惫的一天，杰森一早出去，直到27日的凌晨1点半才再次回到船上。他一共跑了八个点，收回了12台照相机——有的观测点放了两台。18个小时以后，他就在餐厅向船上所有人展示了相机带回的图像。

数据的处理过程很快，照片被连贯起来播放，形成极为罕见的视频。画面中可以清晰看到冰川快速流动、破裂、快速崩塌的过程，景象令人瞠目结舌。当南方周末记者用摄像机录下他在大屏幕上播放的视频时，他有意阻止了对其中某段视频的拍摄，说是不想吓到他的同行。那天晚上他把所有的内容讲了两遍，船上的随行摄影师尼克则津津有味地听了两遍。

杰森和他的同事获得了冰川每天流动的情况，这是之前没有人做到过的。他们发现，当日光强烈的时候，冰川就流动更快，非常敏感。比如说，冰川旁边有一座山，太阳一从山那边升起来，冰川就做出反应，比他们之前能够想象的还要敏感。

他们已经发现，冰川流动的速度不是恒定的，当表面在融化的时候，冰川的流动速度就更高。它们在白天加速，或者在气温较高的时候加速。而且，在较暖的气候中，加速流动的时间会更长。“我喜欢说，随着气候变暖，冰川流动得更快，时间更长。”杰森说。所以这是多重效应：当流动更快加上加速的时间更长，那速度的增加就不是线性的了。杰森和同事们用相机观察到了这一点。

在他们的视频中，昼夜之间能够看到冰川流动速度的周期，而如果是多云的天气，就看不到多少加速。在白天，速度会增加高达50％。但这是冰川前缘的情况，因为杰森只观测了前缘的情况；如果是在冰川深入陆地的部分，速度也可能并不会增加这么多。

无可挽回的时刻

美国斯坦福大学的史蒂芬·施耐德（Stephen Schneider）教授在今年4月份发表在英国《自然》杂志上的一篇文章中说：“对于格陵兰来说……我预测，有些许的可能性是，融化的水将热量带到冰盖底下，这已经造成了冰盖无可挽回的消融。如果气温再升高1度，那我将这种可能性增加到25％；如果升高2度，那这种可能性就是60％。如果是3度的话，由于这个系统是高度非线性的，那可能性就是90％。”

对于“无可挽回”的开始，人们常常用“拐点”这个词来表达。在三年前，《自然》杂志就曾统计过，英国的报章在五个月的时间里有234篇文章提及气候的“拐点”。

但究竟什么样的情况才意味着气候到达了拐点，以及拐点在什么时候会到来，科学家们并没有一致的答案。再被问及格陵兰的冰盖什么时候会到达拐点时，杰森略微思考了一会儿，然后说，当冰的表面融化量比降雪量更多的时候。

好消息是，目前冰的表面融化量还没有大过降雪量，只是在变化的趋势上前者超过了后者。格陵兰之所以每年都在失去大约200立方千米的冰，是因为它除了表面融化外，它的底部还在融化，以及放出大量的冰山。

在对冰芯的研究中，科学家已经发现，在14000年前的冰期结束后，格陵兰曾经变得温暖，而且在这之后温度也时有起伏。公元800年到1300年间，出现了中世纪温暖期，维京人在这个时候踏上了格陵兰。那时的温度曾跟现在不相上下。而公元1300年以后，小冰期又出现了，气温迅速下降。那么，格陵兰现在是否又在经历相似的过程呢？

“与公元800年到1300年那段历史不同的是，现在人类在为大气增加太多的二氧化碳，所以并没有先前的情况可与今天的情况做对比。”杰森说，“我们所知道的就是气候继续变暖的可能性很大。但真正如何发生，是不确定的。但不确定性并不代表会有很大的降温的可能。也许会有一年、五年的冷的年份，但你如果看30年，那这一点的波动是很小的。所以它是个长期的趋势。”

“有趣的是，科学使用怀疑来促使自身发展，所以怀疑是科研过程的一个自然的和重要的部分。大部分的关于气候变化的科学论文都已经对自身的研究持有怀疑，所以如果你读IPCC的报告，就会看到它用词极其谨慎。所以那已经是一份相对保守的文件。”杰森补充说。

“人类活动是引起气候变化的最强的因素。”他继续说道，“如果我必须打赌的话，我会说是的，气候会继续暖化。”

6月28日下午，“极地曙光号”顺利到达了Petermann冰川，杰森又开始忙碌起来，乘坐直升机为这里安装新的冰川照相机。

船只在这里做了短暂的停留，便继续北上，行程之紧张就好像是在参与一项竞赛。从卫星图片上看，格陵兰和加拿大之间的冰桥很可能会在短时间内断裂。这种状况一旦发生，北冰洋的大量海冰可能会顺着海峡直冲下来，将船体包围，船就有可能会被困在Petermann。所以，现在的当务之急是去冰桥看看那里的情况。

冰桥所在位置已经超过北纬82度。