新研究揭示两极冰盖融水剧增关键推手
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近日，中山大学教授程晓领衔的国际团队创新性地联合冰面融雪物理过程模型与机器学习模型，成功构建两极冰盖融化量遥感反演算法，并揭示了两极冰盖融水剧增关键推手。相关成果发表于《自然-气候变化》（Nature Climate Change）。
格陵兰冰盖融化剧增的气候驱动。研究团队供图，下同
全球变暖背景下两极冰盖正以前所未有的速度消融。格陵兰冰盖表面融水直接汇入海洋，成为导致全球海平面加速上升的主要原因。南极冰盖表面融水则可能深入冰架裂隙，诱发“水力压裂”，导致冰架发生灾难性崩解（如拉森B冰架），从而使内陆冰体加速入海。过去30年，冰盖物质损失速率已比1990年代初增长三倍以上。然而，受限于极地恶劣环境和实地观测资料的稀缺，科学家只能依赖区域气候模型进行大尺度、长时序的冰盖融水体积估算，缺乏直接观测验证，其准确性存疑。
针对上述问题，程晓领衔的国际团队在国家自然科学基金等项目的资助下，结合星载微波辐射计数据与冰盖自动气象站观测数据，创新联合冰面融雪物理过程模型与机器学习模型，成功构建两极冰盖融化量遥感反演算法。结果显示，卫星遥感融化量估算精度远超区域气候模型。基于此，团队生产了1992-2022/2023年间格陵兰与南极冰盖逐日融水体积数据集，实现对两极冰盖整体融化状态的长时序评估。
秦岭站附近南森冰架大范围融化（2022年1月27日无人机航拍影像）。
卫星监测表明，1992-2022年间，格陵兰冰盖年均融水体积达598±101 Gt，且以每年4.5±3.9 Gt的速度显著增加，西部流域是融化加剧核心区。负相位北大西洋涛动下，巴芬湾温暖海洋气流向内陆输送，致格陵兰西部下行长波辐射增强、表面融化增加，北大西洋涛动与夏季北极海冰范围共同解释58%的格陵兰融水体积变化，量化了极地核心热点间的紧密联系。
同时，东南极融水体积贡献占比从1992-2000年的26%跃升至2000-2023年的45%，成南极最大融水来源区。研究发现，东南极极端融化年份多伴随负相位南半球环状模，且与臭氧总量指数显著正相关。2000年后南半球环状模增强趋势停滞，与《蒙特利尔议定书》推动的臭氧恢复（致南极平流层变暖）有关。2018-2019年南极臭氧空洞恢复至近30年最小范围，东南极融水体积达历史最高值。
“我们通过观测量化了北极海冰减少对格陵兰冰盖西部消融的放大作用，将北极冰-海-气系统的变化紧密关联。”论文通讯作者程晓表示，该研究提供基于卫星实测的长时序两极冰盖融水体积数据集，填补极地冰盖关键观测空白，量化北极海冰减少对格陵兰冰盖西部消融的放大作用，凸显地球系统响应的复杂性。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41558-025-02364-4
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