南极洲的日子越来越短,冬季正在沉降。在世界最南端的大陆上,5月和6月的温度应该远低于0°C,然后保持特别寒冷,直到9月份。1983年7月在俄罗斯沃斯托克研究站测得的最低纪录为-89.2°C。
但两年前,荷兰乌得勒支海洋与大气研究所冰川学家Peter Kuipers Munneke正在研究显示冬季气温远高于预期的数据。他和他的同事们在那里建立了一个气象站,通过卫星向他们发送信息,结果进来的速度远高于冰点-6°C,7°C和8°C。(对于我们中间华氏头脑的人来说,那些温度在40到40几岁之间,而在很多地方,这个温度在冬天很温和。)
Kuipers Munneke和他的同事们正在观察这个特定的气象站,以便更好地了解融水如何以及为什么汇集在正在崩溃的Larsen C冰架上。他们曾预计大部分融化将在夏季进行。“但如果气温正常,以摄氏度计,即使在冬季,甚至远在夏季之外,也许冬季也会发生融化,”他说。
即使在科学家们修正了他们的原始数据之后,气温仍然保持正值 有了这些新的信息,他们重新评估了他们的假设。在本月发表在“ 地球物理研究通讯”上的一篇论文中,他们报告称,20至25%的冰盖融化可能发生在南极洲的冬季。研究小组发现这些几乎令人难以置信的高温,“仅仅因为我们把气象站放在了气象站之前从未有过的地方,”他说。
南极冬季是一个黑暗的时间,字面上和隐喻。一小群科学家在欧洲大陆越冬,注视着极光,从附近的桑拿浴室赤身裸体地冲向南极,并尽量不让漫长的夜晚接近他们。但是,当白天时间开始消失,冰盖伸向海洋时,研究的难度就会加大。阿尔卑斯山研究中使用的雪测量仪不起作用,因为风会吹入如此之多的旧雪,自动传感器可能在遇到恶劣条件时遇到麻烦。但是当科学家确实想方设法收集关于地球上最恶劣环境之一的信息时,他们发现的东西往往让他们感到惊讶。
在欧洲探险家刚开始抵达19世纪的海岸之后,第一批知道在南极停留过冬的人并没有计划。1898年2月,一位由比利时海军官员率领的欧洲和美国科学家,水手和探险家乘机进入南极半岛以西的贝林豪森海。他们的船,比利卡,被困在冰上,呆了一整年。他们只有在通过冰通道爆破后才设法将其释放,这可能会阻止他们再度过冬。船上的一位科学家死亡,其他人因精神疾病而受伤。
即使在这些不利条件下,Belgica的船员也设法做出科学发现。“我们对南极气候的唯一看法是建立在三个夏季的观测资料不足的基础上的,” 1900年,船员的罗马尼亚生物学家EmilRacovi写道。但是这次考察“已经将科学实践奉献成为弱资源的重要组成部分”,可用于发射和维持考察。在漫长的冰雪中,船员们测量了温度和气压,跟踪了风向,注意到飘过的冰山,并观察了他们的生活。研究人员第一次收集了一套长达一年的南极气象和海洋学数据。
贝尔迪卡冬季的危险- 匍匐,碾碎的冰 - 今天仍是研究人员的担忧,过去几十年来,南极周围只有少量的冬季研究航行,而夏季只有几十个。尽管去年,随着冬季的到来,国家科学基金会特许的破冰船Nathaniel B. Palmer于4月至6月将一队科学家带到罗斯海。
在南极洲的那一部分,靠近海岸的地方有开阔的水域,那里的风几乎不断地吹着冰盖,开放了海洋中的空间再次冻结。“这些地区可能是南极的冰厂,”德克萨斯大学圣安东尼奥分校冬季游轮首席科学家斯蒂芬阿克利说。“我们只能真正看待冬天的那些人。”
每年冬天,南极冰盖会再次延伸到海洋中。意想不到的是,即使北极冰盖在世界的另一边缩小,南极的海冰覆盖实际上也在增长。有些年份,罗斯海的海冰覆盖面更大。通过在冰面上度过寒冷的月份,Ackley和他的同事可以收集其卫星无法看到的厚度数据,以便更好地了解海冰形成的过程。从Palmer,他们可以测量水面的热平衡和风浪对冰的生长的影响,同时使用浮标和飞机来测量冰厚和其他海洋属性的变化。
邮轮上的科学家们仍然在分析他们收集到的数据,但在冬季进入现场已经改变了他们对这个系统的看法。“我们看到了我们所看到的波浪的强度 - 距离岸边不远的六到八英尺的波浪,”阿克利说。风浪的作用是将冰晶堆积成圆形的薄饼形状。“我们不理解那种冰块是如此无处不在。”他很清楚,一次冬季巡航可能是不够的。
在美国大陆,气候和天气监视器遍布各地,并收集可编织在一起的数据以形成详细的图像。在南极洲,仪器相对较少,因此推断,推断和猜测还有很多。然而,越来越多的科学家正在填补他们不在现场的几个月的空白,通常是通过卫星馈送或他们留下的工具。
例如,俄勒冈大学的Paul Cziko研究极地鱼类,最近在麦克默多峡谷安装了一个水下天文台。Cziko说,尽管研究人员几十年来一直保持全年的存在,“没有人一直在站外测量海水的温度”。
过去,他曾试图通过投入独立的温度记录仪并在一年后回来测量声音表面水的温度,希望该工具没有消失,并仍然有数据。为了建立一个能够记录实时数据的水下观测台,他需要找到一种方法,在厚厚的冰盖下面伸出一根电缆,在冬天,它可能会沿着海岸向上或向下移动。
现在,用一根厚厚的管道固定在底部,他不仅收集长期温度数据,还收集冰下70英尺处的照片和视频。他已经允许他观察通常在十二月中旬滚动的浮游生物。他认为它每年会持续数月,直到太阳下山,但新天文台表明,它仅在几周后就消失了。“这真的限制了那里的生产力,”他说。“这改变了我对事物获得食物的想法。”
来自加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的另一个团队对南极贝类带来的风险酸化海水产生了兴趣。直到最近他们才能够部署在冷水中可以存活数月的pH传感器而不会失败。“我们发现南极在pH值方面表现出了一些非常独特的变化,我们并不期待这一点,”从事该项目的博士生Uhikhiko Hoshijima说。在夏季,浮游生物消耗二氧化碳,水变得不那么酸。在冬季,当光合作用停止时,海水酸化。研究小组发现,这一循环导致酸度水平出乎意料地大幅波动 - 大约是下一世纪科学家在整个海洋中预期的总变化范围的两倍。
像这样的传感器正在导致对冷冻大陆的特征有新的见解,他们以前从未有机会注意到这些特征。例如,Kuipers Munneke及其同事发现的温度升高是由从山上冲下来的相对温暖的“吹风机风”引起的。
“很可能吹风机永远存在,因为南极半岛已经存在,”他说。但Kuipers Munneke只注意到这种现象,因为他们碰巧在正确的地方设置了一个气象站。
“我们知道的知识很多,因为南极洲是一个很大的地方,我们没有很多站来衡量那里发生的事情,”他说。在科学家开始研究这个大陆一个多世纪之后,所需要的只是一个新的传感器来揭示南极谜题的全新方面。
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