来自合成孔径雷达的阿拉斯加融化和雪线季节性变化揭示了变暖的影响

这些隐秘冰线为何重要

在阿拉斯加的高山之上，明亮的雪与较暗的裸冰之间的分界线正在悄然移动。这个对大多数人不可见的变化边界，决定了流入河流的水量、海平面上升的速度以及气候变化的进程。本研究利用来自太空的雷达影像来监测这些分界线在几乎整个阿拉斯加冰川上的前移与后退，揭示它们对更暖夏季和强烈热浪的敏感性。

透过云层观察冰川

大多数卫星观测冰川依赖可见光，就像照相机一样。这类影像容易被云层、漫长的冬季黑夜或陡峭地形中的强阴影遮挡。研究者改而使用合成孔径雷达（SAR），这是一种发射无线电波并测量回波信号的卫星传感器。SAR 无论昼夜均能工作，并能穿透云层，因而特别适合常有风暴和黑暗的阿拉斯加。通过分析雷达信号从地表反射回来的强度，团队能够区分干雪、已变湿而泥泞的雪，以及已融化露出下覆冰或岩石的区域。

在巨大的冰区绘制融化图谱

研究使用欧洲 Sentinel‑1 卫星的数据，跟踪了3023座面积大于2平方千米的冰川的季节性融化和雪线，这些冰川代表了阿拉斯加绝大多数大型冰川以及多数被冰覆盖的区域。从2016年中至2024年，他们为每座冰川建立了时间序列，记录融化何时开始、持续多久以及雪线升至冰川多高。为公平比较差异很大的冰川，研究者引入了一个简单但有力的度量“冰川融化天数”，它将冰川的融化范围与融化持续时间结合在一起。例如，整座冰川融化一天或半座冰川融化两天，两者都计为一融化天。

变暖北极的区域模式

雷达记录揭示了阿拉斯加内部的显著差异。沿海冰川处于相对温暖湿润的海洋性气候中，最早可在四月就开始融化，每年融化天数可累计近200天。处于内陆、更冷更干的山脉的冰川则可能要到五月下旬或六月才开始融化，通常仅有50至120个融化天。即便在同一山脉中，面向海洋的冰川的融化期通常比内陆一侧的长约三周。晨、昏两次雷达过境还显示了日夜冻融循环：在许多地区，傍晚出现的融化在次日早晨已部分重新冻结，说明这些雪被层接近其再冻结的临界点。

热浪与上升的雪线

新数据中最清晰的信号之一是2019年夏季热浪的影响。在6月末到7月初的短短几周内，异常温暖的空气席卷了几乎所有阿拉斯加的冰川区域。基于雷达的地图显示雪线比往常更早地快速上移，在某些子区域暴露出的裸冰面积较典型年份多达28%，而在个别冰川中超过三分之一的面积被提前暴露。由于裸冰比雪更暗，这种及早暴露使冰川吸收更多太阳辐射并失去更多质量，形成加速消退的反馈。在整个研究期内，作者发现夏季每增加一摄氏度，会带来数天到十多天不等的额外冰川融化；在热浪期间，每升高一度可使1–4%的冰川面积被进一步暴露。

观察未来冰川损失的新视角

研究表明，雷达卫星能够高精度地追踪偏远冰川的雪线和融化状况，与光学方法高度一致，且不受云层或黑暗影响。这一近乎连续的记录为气候科学家提供了强有力的新手段，以检验和改进预测冰川变化与未来海平面上升的计算机模型。对非专业读者而言，结论直观而令人警醒：阿拉斯加的冰川已对微小的温度上升极为敏感，因此每一分之一度的额外变暖，都意味着更多的融化天数、更早的雪被丧失以及更快的冰体收缩。相同的雷达方法现在可以推广到全球，将曾经隐匿于山地冰雪中的变化转化为关于我们变暖星球的明确和及时警示。

引用: Wells, A., Rounce, D.R. & Fahnestock, M. Seasonal progression of melt and snowlines in Alaska from SAR reveals impacts of warming. npj Clim Atmos Sci 9, 95 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01321-y

关键词: 阿拉斯加冰川, 雪线变化, 卫星雷达, 气候变暖, 海平面上升