image: 基于GRACE/GRACE-FO卫星重力观测的南极冰盖质量变化序列（2002年4月~2023年12月）。椭圆框标出各时段的质量变化速率，灰色阴影区表示任务间的数据空缺。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
南极冰盖（Antarctic Ice Sheet, AIS）是全球海平面上升的重要贡献源。自2002年3月以来，重力反演与气候实验（Gravity Recovery and Climate Experiment, GRACE）卫星及其后继卫星GRACE-FO（GRACE Follow-On）为南极冰盖质量变化监测提供了独特的观测数据。
此前的多项研究表明，南极冰盖整体质量持续亏损且其空间分布具有明显差异，西南极和南极半岛质量损失严重而东南极冰川相对稳定。同济大学卫星重力研究团队的最新研究发现：在2021~2023年，南极冰盖的整体质量反而出现破纪录的异常增长；而且，东南极威尔克斯地-玛丽皇后地（Wilkes Land-Queen Mary Land, WL-QML）的四个关键冰川也由2011~2020年的质量加速损失转变为2021~2023年的质量增长。
南极冰盖破纪录的质量增长
2002~2010年间，南极冰盖的质量损失率为 –73.79±56.27Gt/年，而2011~2020年间其损失率几乎翻倍，为 –142.06±56.12 Gt/年（图1），主要与西南极和东南极WL-QML区域的质量损失加剧有关（图2）。然而，此后出现重大转折——在异常降水累积驱动下，2021~2023年南极冰盖的整体质量以107.79±74.90 Gt/年的速率增加。相应地，2002~2010和2011~2020年南极冰盖质量变化对全球平均海平面上升的贡献率分别为 0.2±0.16 mm/年和0.39±0.15mm/年，而2021~2023年则产生负贡献，以 0.30±0.21 mm/年的速度抵消着全球平均海平面上升。
东南极洲托滕、莫斯科、登曼和文森斯湾冰川流域质量亏损加剧
东南极WL-QML区域四大冰川流域（托滕、莫斯科、登曼和文森斯湾）在2011~2020年间的年均质量损失速率较2002~2010年增加47.64±8.14 Gt，且亏损范围向内陆扩张（图3）。研究表明，这种加速亏损主要受两个因素驱动：表面物质减少（贡献72.53%）和冰通量增加（贡献27.47%）。值得注意的是，若这四个冰川完全消融，可能导致全球平均海平面上升超过7米，其显著的消融态势已构成重要气候警示信号，其冰川的稳定性值得引起更多关注。
Journal
Science China Earth Sciences