最近的一项研究揭示了温度变化对冰的重要层次的显著影响。
研究人员长期以来通过冰芯研究了解到，融化一个冰盖比重新冻结它要容易得多。7月24日发表在《冰冻圈》上的一项新研究阐明了这一现象的部分原因，重点关注冰的“海绵状”特性。
该研究采用基于物理的数值模型，研究了在整个格陵兰冰盖上，变暖和变冷对位于雪与冰川冰之间的多孔层——新冰的影响。该研究由CIRES和ATOC的博士生梅根·汤普森-芒森领导，导师为CIRES研究员詹·凯和INSTAAR研究员布拉德·马可。
“由于变暖和变冷造成的新冰层变化并不相同，”梅根·汤普森-芒森说。“在数千年或数百万年的时间里，我们可以观察到冰盖的行为是不对称的：它们可以快速融化，但恢复起来却要花费更长的时间。我们发现的新冰不对称性是这一更大动态的一小部分。”
新冰占据了格陵兰冰盖的约90%，主要位于较高的海拔地区，在那里，它与雪一起覆盖数百米的冰，帮助减缓海平面上升，在温暖的世界中在保护北极冰川方面发挥着关键作用。它的多孔和海绵状特性允许水渗透到下面的固态冰中，在那里可以再次冻结，从而为冰盖的增加做出贡献，而不是流入海洋。
研究表明，气温升高正在影响新冰储存融水的能力，而气温降低可能无法像之前想的那样有效恢复新冰的能力。
“变暖减少了我们所称的‘新冰空气含量’或‘海绵状’，”汤普森-芒森解释道。“在变暖过程中，失去的更多的海绵状特性是无法在变冷时恢复的。因为这个多孔的新冰层有助于调节冰盖对海平面上升的贡献，这一点至关重要。”
为了研究新冰在不同温度下的反应，团队使用了一种被称为SNOWPACK的基于物理的计算机模型，特别关注温度作为一个关键变量。这项研究在两个方面具有突破性意义：它同时研究了变暖和变冷对格陵兰新冰的影响，并涉及整个冰盖，提供了一个比以往研究小区域更广泛的视角。
“格陵兰冰盖因变暖而失去的质量比因变冷而获得的质量要快得多，”凯解释道。“这项研究的关键发现是，格陵兰的新冰在这种不对称反应中显著贡献于此，变暖的影响大于变冷。”
汤普森-芒森提出了一个关于地球工程以及我们逆转全球变暖潜力的重要问题。任何旨在降低北极温度的地球工程措施可能不会像预期那样有效地保护冰雪；所需的降温程度需要超过变暖的程度，以使新冰和冰川恢复到原来的状态。
“要恢复到初始条件，我们需要显著更大的降温或开始改变其他因素，”汤普森-芒森指出。“逆转我们当前的情况是相当具有挑战性的。”
