对九座北美消退冰川六十年观测与未来预测

这些正在消失的冰河为何重要

冰川看似遥远而恒定，实则默默储存着大量淡水，塑造地貌，并在维持气候稳定方面发挥作用。本研究追踪了九座北美冰川的六十年变化，从上世纪五十年代的细致野外测绘到如今的卫星时代观测。通过记录已损失的冰量以及到2100年可能消失的冰量，研究人员提供了一个严峻的预览：持续变暖对高山冰体——以及依赖这些冰的民众和生态系统——意味着什么。

给九座冰冷哨兵把脉

在20世纪50年代末的国际地球物理年期间，美国科学家对阿拉斯加和华盛顿州的九座冰川进行了极为详细的测绘。选择这些冰川是因为它们代表了北美多种冰川类型：沿山坡下泄的谷地冰川、具有复杂冷热冰混合的多温冰川，以及位于不同海拔和距海远近的冰川。最初的观测活动需要飞机、地面队伍和多年的工作，旨在建立未来比对的基准。1990年代的后续调查更新了这些测量，但直到近二十年，卫星才使得对所有九处地点进行频繁且经济的重访成为可能。

卫星作为来自太空的卷尺

这项新工作利用高分辨率数字高程模型——由立体卫星影像生成的地表三维地图——来跟踪冰川表面的抬升或下沉。通过将这些表面变化与对冰厚和基岩形状的估算相结合，研究团队计算出1957/58年和2017/18年的总冰量，并用上世纪90年代和2000年代末的早期调查结果与中间的卫星产品填补时间序列。关键在于，他们在原始的1950年代冰川占地范围内测量体积变化，从而避免今天常见的破碎或被碎屑覆盖的冰川边缘带来总量上的偏差。这一方法还使他们能够把流失的冰量换算成排入周围河流和湖泊的等量淡水。

已经损失了多少冰

九座冰川的总体数据讲述了一个令人清醒的故事。自20世纪50年代以来，它们共损失了大约1.7立方千米的冰——相当于约14亿吨淡水——约相当于原始冰量的25%。它们的总表面积缩小了约15平方千米，平均减少约三分之一，暴露出新的裸岩和土壤。有些冰川仅有适度变薄，而有些则被严重消减：沃辛顿冰川（Worthington Glacier）平均厚度减少约50米，西古尔卡纳冰川（West Gulkana Glacier）体积减少约三分之二，面积几近减少90%，其终端线后退约3公里。即便是位于高海拔寒冷山区、相对受保护的冰川也在变薄，只是速度较慢。

在不同增温情景下的展望

为了展望未来，研究人员将每座冰川过去的体积变化与全球气候模型的局地气温联系起来。从中推导出每座冰川对增温的敏感性，然后将这些关系在三种排放路径（低、中、高）下延伸到2100年。在最乐观的路径下，全球变暖受限但未停止，即便如此，两座冰川——Blue和West Gulkana——仍会在本世纪中叶前后消失，而其他冰川则稳定在较小的规模上。中等情景下，三座冰川完全消失，另一座缩减为仅存的微小残迹。在高排放情景中，九座冰川中只有两座——位于阿拉斯加寒冷北坡的McCall和位于相对凉爽偏远地区的Bear Lake——到2100年仍保有显著冰体，但即便它们也损失了大部质量。

这对下一代意味着什么

对于今天造访这些山脉的人来说，冰川也许仍显得宏伟而永恒。但本研究显示，事实远非如此。仅在60年间，它们已有四分之一的冰体融失，如果温室气体排放按当前趋势继续，到本世纪末大约四分之三的原始冰量很可能会消失。这里使用的卫星工具现在可在全球范围内应用，许多其他冰川系统也呈现出类似模式。简单来说，除非严格限制增温，未来的北美世代将只能通过照片和地图认识今天的许多冰川，而无法见到那些曾经雕刻出这些地貌的活冰河流。

引用: Josberger, E.G., Shuchman, R.A. & Watkins, R.H. Sixty years of observations and future projections of nine declining North American glaciers. Sci Rep 16, 13738 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41235-6

关键词: 冰川消退, 气候变暖, 卫星遥感, 淡水流失, 未来预测