摘要
最冷，风最大，最干燥:南极大陆是一个极端的地方。南极洲位于南极，被巨大的冰盖所覆盖，有数百万年的历史，有些地区的厚度超过4000米。如果这些冰全部融化，海平面将上升约58米。尽管南极冰盖面积巨大，但它很脆弱，随着气候变暖，它的冰流失得越来越多。大部分的冰流失发生在沿海地区，那里的冰盖慢慢流入海洋，形成冰架，由于相对温暖的海水，冰架从下面融化。虽然现在冰的损失仍然相对缓慢，但有几个过程可能会加速它，最终甚至在一定程度上无法阻止它。只有我们能够将全球变暖控制在远低于2°C的范围内，才能长期防止大面积的冰损失。
最高级的大陆
南极洲位于南极，是地球上最冷的地方。那里的气温可低至零下90°C，由于风速可达每小时300公里的强风，人们往往感觉更冷。由于气温低，落在南极大陆上的雪通常不会融化，而是在数百万年的时间里聚集在一起，形成了一个巨大的冰川冰盖（图1)．在一些地方，冰层厚度超过4公里!
- 图1 -南极大陆位于南极，被巨大的冰原所覆盖。
- 南极洲比美国还要大，在许多地方，冰盖的厚度超过4公里。融化冰盖中的水流入海洋，导致海平面上升。
巨大的冰盖包含了地球过去气候的惊人记录:当表面上增加新的雪层时，进一步向下的雪被慢慢挤压在一起，变成冰，形成像树木年轮一样的层。如果我们钻到冰盖的深处，每一层都带我们回到越来越久远的过去。最初降雪时的微小气泡仍然被困在里面，让我们得以一窥数千年前的气候。1］．长达80万年的冰从冰盖深处被提取出来，世界各地的研究人员都在努力寻找更古老的冰。这些古老的冰帮助我们了解在过去的冰河时代以及像我们今天生活的温暖时代，气候是如何演变的。
海平面巨人
每当冰盖的一部分流入海洋，就会导致海平面上升。因为海洋太大了，需要大量的融水才能使海平面大幅上升:3600亿吨冰的损失只会导致全球海平面上升1毫米。知道了这一点，你能想象世界各地的海平面会平均上升58米吗?2如果南极冰盖完全融化?这片冰原真的是海平面上的巨人!
尽管南极洲看起来很遥远，但其冰盖的变化和由此导致的海平面上升对全球产生了直接影响，影响到数百万人。全球40%的人口居住在距离海岸不到100公里的地方，超过6亿人居住在海拔不足10米的地区。如果南极冰盖继续融化，越来越多的人最终将面临失去家园、桥梁、堤坝、道路和他们赖以生存的发电厂的风险。
因此，尽可能准确地监测、了解和预测南极冰盖的变化非常重要。在过去的25年里，南极洲已经损失了大约3万亿吨冰。3.］．更重要的是，近年来一些地区损失的冰比以前多得多，因此海平面上升的速度越来越快。最终，南极洲的冰流失可能成为全球海平面上升的最大来源。
为什么南极洲的冰正在消失?
要了解南极洲的冰为什么在流失，我们必须先看看冰盖是如何形成的。在南极洲周围的海洋上形成的云将水分带到冰盖上，在那里它以雪的形式落在冰上，一层一层地建立冰盖。图2)．因为空气极冷，它不能携带太多水分，这就是为什么——也许令人惊讶——南极洲是一个极其干燥的地方极地沙漠．因此，这个巨大的冰原形成了数十万年。
- 图2 -南极冰原及其冰架内的关键过程。
- 当冰从冰盖内部流入海洋时，就会形成冰架，即地面冰盖的漂浮延伸。冰盖通过降雪在其表面增加质量，通过向其边缘更快的流动，通过冰解(冰山的破裂)，通过其表面的融化，以及更重要的，在冰架下面与周围海水接触的地方，失去质量。
由于像南极洲这样巨大的冰盖中积累的高压，冰不像你冰箱里的冰块那样是完全固体的物质。相反，冰川的冰实际上流动得非常非常慢，从冰盖的内部流向海岸。当冰到达周围的海水时，它可以开始漂浮，形成称为冰架它的厚度可达数百米。时不时地，巨大的冰块从这些冰架上脱落形成冰山。当它们与温暖的海水接触时，冰架从下面融化。在过去的几十年里，这种所谓的sub-shelf融化增加了，这反过来又导致部分冰盖向内陆流动更快——这是目前观测到的南极洲质量损失的关键原因之一。
今天冰的损失是如何变化的?
几千年来，南极洲的冰损失基本上与通过降雪获得的冰量相等，因此冰盖的大小保持相对稳定，但现在这种情况正在发生变化。全球变暖，是由燃烧温室气体排放造成的化石燃料比如煤和石油，已经在地球的极地景观上留下了印记。如果不加以控制，气候变化将导致南极冰盖的冰进一步流失。在某一时刻，某些地区的冰损失可能会变得不可逆转。
其原因在于冰、周围空气、海洋和冰下基岩之间的一系列自我放大反馈。其中一个反馈与位于海平面以下基岩上的冰的流出有关。南极洲西部的大部分地区和南极洲东部的某些地区都是如此。在这些所谓的海洋的冰盖如果我们进一步向内陆移动，基岩变得更深，一旦引发冰损失，就会变得几乎不可阻挡:随着冰解或亚冰架融化的增加，冰架对附近冰川失去了一些缓冲作用，导致它们流动得更快。结果，接地线——陆地上的冰盖和漂浮的冰架之间的边界——向内陆进一步退缩。随着内陆的冰越厚，越厚的冰通常会导致更高的冰通量，这将导致接地线进一步后退，等等。这样一来，整个地区的冰就会陷入恶性循环，冰的损失会导致更多的冰的损失。这种自我放大的反馈只有在接地线达到一个新的稳定位置时才会停止，在那里，冰的流出再次与降雪的积累相匹配。
由于这样的恶性循环，我们称南极洲为气候系统中的“引爆因素”:一旦温度达到一定水平，少量的额外变暖就会引发冰损失的连锁反应，变得难以阻止。然而，如此剧烈的冰流失不会在一夜之间发生;事实上，这可能需要数百年甚至数千年的时间。但是，尽管后果可能会在很长一段时间内显现出来，但其中一些长期变化可能已经在未来几十年内开始行动。由于地球持续变暖温室气体由于燃烧化石燃料，引发冰川融化的风险正在增加，这种风险将在数千年里不可阻挡。
未来会带来什么?
因此，未来的冰损失量主要取决于我们的行动。如果我们不迅速减少温室气体的排放，全球气温将继续上升。科学家们预计，与150年前相比，如果气温上升2摄氏度，南极洲西部的大部分地区将变得不稳定(图3)．通过上述过程和反馈，这最终可能导致全球海平面上升2.5米以上[4)(见下图图3)．
- 图3 -南极冰盖的未来取决于全球变暖的程度。
- 地球变暖得越多，最终失去的冰就越多。这些变化在很大程度上是不可逆的:一旦部分冰盖消失，只有在我们的气候再次变得更冷的情况下，它们才会重新生长。
如果地球继续升温超过2°C，南极冰盖的其他地区也可能变得不稳定，导致海平面进一步上升。一旦部分冰盖消失，它们可能会永远消失:即使温度最终再次下降，也需要冷却到远低于今天的温度，才能使南极冰盖重新生长到今天的大小图3)．这些可能对南极冰盖和气候系统的其他部分造成的后果，是世界各国领导人在2015年巴黎会议上一致认为我们需要将全球变暖限制在远低于2摄氏度的原因之一。
在数百万年的时间里，比我们人类存在的时间长得多，南极冰盖不断进化，帮助形成了我们的全球环境和今天的景观。现在，南极洲的命运——以及将遭受海平面上升之苦的许多人的命运——掌握在我们手中。
术语表
冰盖：↑一个巨大的冰体，覆盖着广阔的极地地区。目前，格陵兰岛和南极洲都被冰盖覆盖着。
极地沙漠：↑极地地区，降水量少，年气温低。南极洲的大部分内陆地区是极地沙漠，尽管有厚厚的冰层覆盖。
冰架：↑冰盖流入海洋并开始漂浮时形成的大型冰平台。
Sub-shelf融化：↑在冰架的底部融化，在那里它们与周围的海水接触。
化石燃料：↑数百万年前在地下形成的燃料，如石油、煤和天然气。当我们燃烧它们来产生能量时，它们会向大气中释放二氧化碳。
海洋冰原：↑位于海平面以下基岩上的冰原，如南极西部冰原
接地线：↑接地线将位于陆地上的冰盖与周围的漂浮冰架分开。
温室气体：↑大气中的气体可以使地球气候变暖。最丰富和最重要的长期温室气体之一是二氧化碳。其他例子包括水蒸气、甲烷和一氧化二氮。
利益冲突
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
参考文献
[1]↑珀蒂，J. R.，朱泽尔，J.，雷诺，D.，巴尔科夫，N. I.，巴诺拉，J.- m .。， Basile, I.， et al. 1999。南极沃斯托克冰芯过去42万年的气候和大气历史。自然399:429-36。
[２]↑IMBIE团队，2018。1992 - 2017年南极冰盖的物质平衡。自然558:219-22。doi: 10.1038 / s41586 - 018 - 0179 - y
[3]↑Slater, T.， Lawrence, i.r.， Otosaka, i.n.， Shepherd, A.， Gourmelen, N.， Jakob, L.等。2021。回顾文章:地球的冰不平衡。冰冻圈15:233-46。doi: 10.5194 / tc - 15 - 233 - 2021
[4]↑Garbe, J.， Albrecht, T.， Levermann, A.， Donges, J. F.和Winkelmann, R. 2020。南极冰盖的滞后现象。自然585:538-44。doi: 10.1038 / s41586 - 020 - 2727 - 5