地球上一半以上的河流每年都会结冰，这些冰冻的河流为位于高纬度地区和工业提供了重要的交通网络。冰盖还控制着从河流排放到地球大气中的温室气体数量。北卡罗来纳大学教堂山分校地质科学系的研究人员进行一项新研究发现，全球气温每升高1摄氏度，每年的河冰覆盖率就会减少约6天。这种下降将对经济和环境产生影响。这项名为“全球河冰的过去和未来”研究于1月1日发表在《自然》期刊上。
这是第一次在全球范围内观察河冰未来的研究，北卡罗来纳大学教堂山地质科学系博士后学者、该论文的主要作者肖扬(音译)说：我们使用了34年来拍摄的40多万张卫星图像来测量全球哪些河流季节性结冰，约占所有大河的56%，检测到月度河冰覆盖率普遍下降。未来冰川融化预测趋势可能会给这些河流沿线的人们和行业带来经济挑战，并改变受冰川影响的河流温室气体排放的季节性模式。
研究小组还观察了过去河冰覆盖的变化，并对未来的预测变化进行了建模。研究小组比较了2008-2018年和1984-1994年的河冰覆盖情况，发现全球每月的降幅从0.3到4.3个百分点不等。降幅最大的是青藏高原、东欧和阿拉斯加。观察到的河冰减少很可能会随着预测的全球变暖继续下去。对于未来，研究小组比较了2009-2029年和2080年-2100年的预期河冰覆盖情况。调查结果显示，北半球冬季的月度降幅为9-15%，春季和秋季的降幅为12-68%。
落基山脉、美国东北部、东欧和青藏高原预计将受到最严重的影响。北卡罗来纳大学教堂山分校全球水文学副教授塔姆林·帕夫斯基(Tamlin Pavelsky)说：归根结底，这项研究显示的是将大量卫星图像与气候模型相结合，以帮助更好地预测地区将如何变化。地球上超过三分之一的陆地被季节性结冰的河流排干。冰改变了河流走廊的水文、生态、气候和社会经济功能。虽然世界上许多地区的河冰面积已经显示在下降，但全球范围内河冰面积和持续时间的季节性、历史变化和预测的未来变化尚未量化。
以前对河冰的研究表明，范围和持续时间的下降可以归因于气温变暖，这些研究是基于稀疏地点的数据。此外，现有对未来冰面范围的预测仅基于0°C等温线位置。在新研究利用卫星观测表明，全球河流冰的范围正在下降，预计全球平均地面气温每升高1°C，季节性冰持续时间平均减少6.10±0.08天。使用1984-2018年40多万张晴空陆地卫星图像追踪了河冰的范围，观察到过去30年全球平均下降了2.5个百分点。
为了预测未来河冰范围的变化，研究开发了一个基于温度和季节的观测校准和验证模型，与0摄氏度等温线方法相比，该模型的平均偏差减少了87%。将该模型应用于2080-2100年的未来气候预测：与2009-2029年相比，在代表性浓度路径(RCP)8.5下，平均河冰持续时间减少16.7天，而在RCP 4.5下，平均减少7.3天。结果表明，在全球范围内，河冰正在明显减少，并将随着本世纪末地表气温的预计上升而继续线性下降。
博科园｜研究/来自：北卡罗来纳大学教堂山分校
参考期刊《自然》
DOI: 10.1038/s41586-019-1848-1
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