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地球重力所揭示的气候变化信息

  2002年3月17日,德-美合作的两颗地球重力场恢复与气候实验(GRACE)卫星成功发射。它们已经记录了160多个月的时间里地球重力场及其变化的信息。4月16日每日科学网站报道,《自然?气候变化》(Nature Climate Change)杂志上的一篇题为“GRACE卫星对理解气候变化的贡献”(Contributions of GRACE to understanding climate change)的综述就基于GRACE卫星的观测结果,展示了气候研究领域的一些重大成果。

  GRACE卫星首次直接测量了冰盖与冰川的质量损失。测量结果显示,60%的质量损失是由于北极变暖促进融化造成的,而剩下40%则是由于流入海洋的冰量增加。从GRACE的数据来看,2002年4月到2017年6月之间格陵兰每年的冰量损失约为2600亿吨,而南极洲约为1400亿吨。除了长期趋势,重力场数据还为全球气候现象带来的直接影响提供了证据,比如“厄尔尼诺”对全球冰盖和冰川的影响。

  GRACE卫星最具影响力的贡献之一是揭示了地球不断变化的淡水状况。依据GRACE数据的估计显示,水储量在高纬、低纬地区呈增加趋势,而在中纬地区呈减少趋势。GRACE数据还有助于更精确地分析、评估海平面情况,因为陆地上的淡水储量通过多种机制与海平面相关联。对GRACE数据的分析使我们第一次能够从太空估计地下水储量变化,其结果证实,世界各地的个别含水层地下水枯竭率过高。陆地水储量数据也有助于验证并校准各种气候模型。

  GRACE显示,海平面在2005—2017年间每年平均上涨3.8毫米,其中2.5毫米的上涨是水或者其他物质的流入所引起的,1.1毫米的上涨则是由水的热膨胀造成的。解析出这种组成对于海平面预估十分重要。GRACE还显示,气温升高导致的变暖现象大部分发生在海平面下2000米以内的海洋中,而这块海域也是气候变化最重要的能量汇。

  GRACE卫星的重力场数据帮助改善了美国干旱监测系统,可帮助美国当局及时、合理地应对干旱,利用GRACE数据确定的大河流域湿度指标可以提升预测质量,例如对于密西西比河或多瑙河流域。当前结果还显示,GRACE数据可以用于更精确地预测季节性野火的风险。

  延伸阅读:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190416132155.htm(《气候变化动态》编译报道)

 
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