冰面看起来可能适合随兴而来的湖上冰球比赛，但约克大学的一项最近研究强调，表象可能具有误导性。不断变暖的冬季不仅影响冰层的厚度以及湖泊结冰或融化的时间，还影响冰的质量，使其可能不稳定并存在危险。研究人员表示，反常的暖冬气候导致黑冰层变薄，同时白冰层变厚，而白冰是更不稳定的类型。这两者的结合可能创造出危险的滑冰条件。
冰面看似安全，适合突发的湖上冰球比赛，但约克大学的新研究表明，情况并非如此。温暖的冬季不仅影响冰的厚度和形成及融化的时间，还影响其质量，使冰可能不稳定且危险。
当水体结冰时，主要形成两种类型的冰：白冰和黑冰。白冰看起来像雪，呈混浊状，内部充满许多气泡和小冰晶，这降低了其整体强度和稳定性。相比之下，黑冰是清澈而致密的，含有较少的空气腔和较大的冰晶，使其显著更强。
约克大学教授萨普娜·夏尔玛（Sapna Sharma）解释道：“冰的质量至关重要，因为它直接影响其能够安全支撑的人类活动重量，以及有多少光线可以穿透冰面，为水下的水生生物提供生存环境。”
首席作者、约克大学的博士后研究员乔舒亚·卡尔佩珀（Joshua Culpepper）指出，不可预测的温暖冬季天气正在产生较薄的黑冰层和有时较厚的白冰层，后者不太稳定。这种组合可能导致滑冰者、冰球运动员、雪地摩托车手、冰钓者及在冰面上行驶的运输卡车处于危险境地。
卡尔佩珀表示：“我们知道，一般来说，湖面冰在季节晚些时候形成，融化的时间更早，这表明冰面的覆盖时长缩短。但我们的研究重点在于冰的表现。它是如何变化的？有时个人可能会觉得在冰面上安全，但实际上可能因为厚度和质量不足而不适合。”
10厘米不再是安全标准
单纯测量厚度不再是评估安全冰面条件的可靠方法。过多的白冰和不足的黑冰组合可能使冰面不足以支撑一个人。研究人员称这种情况为危险组合。
夏尔玛表示：“一个人要在冰面上滑行或比赛，需要大约10厘米（或4英寸）的黑冰，但我们观察到气候变化导致白冰条件增加。”她建议，如果你只发现一层薄薄的黑冰，应将通常推荐的最低厚度加倍，至少达到20厘米。
“黑冰是透明的，缺乏积水。避免走过积水区域很重要，”夏尔玛补充道，强调与他人一起上冰总是更安全的。
在危险情况下
对冰质量的忽视已经导致了多起死亡事件。例如，去年的12月，六名包括一些来自安大略省的青少年在一周内因掉入薄冰而死亡。今年2月，安大略省又有两人遇难。在芬兰，仅在一月和二月就有四人因薄冰失去生命，年均有18人遇难。在瑞典，2014年有16人因破冰溺水，2021年至少有9人也遭遇同样的情况。
夏尔玛领导的2020年研究显示，在北半球普遍发生溺水事件，加拿大北部尽管是最寒冷的地区，但其人均死亡率却最高。
夏尔玛指出：“北极的剧烈变暖速度是全球平均水平的四倍，这导致了南部地区以及远北地区冰层条件的变化，人们可能认为这些地区是永久结冰的。”
“支持一辆运输卡车大约需要100厘米（约42英寸）的黑冰。因此，传统的安全运输标准不再有效，因为白冰的出现频率增加，而其强度不到黑冰的一半。我们的预测显示，除非冰面安全协议有显著改进，否则冬季冰路运输基础设施将面临95%至99%的丧失。”
这种变化可能威胁到偏远社区，有可能使它们与外界隔绝，限制在冬季获取必要商品、用品和医疗服务的能力。
异常的冬季条件
在这项研究中，卡尔佩珀和他的同事不得不在2月中旬停止对西姆科湖的冰层测量，并在3月初停止对佩恩特湖的测量，因为冰面变得极其薄弱。
由于气温上升导致的降水变化是使冰面条件不安全和不可预测的重要因素。升高的温度、降雨甚至雪都可以影响湖冰的厚度和强度。
夏尔玛和卡尔佩珀建议关注至少过去一个月的天气模式。
“湖冰记录了过去的天气条件，”夏尔玛解释道。“所有的波动都保存在冰中。如果某一段时间内温度超过0摄氏度，如果有降雨，或者条件异常阳光明媚，所有这些都会影响冰面在进行人类活动时的安全性。当出现冻融循环或温度超过0摄氏度时，冰的强度会减弱，结构也变得不太可靠。”
冰下的影响
冰质量的下降也会干扰水下生态系统，因为它影响鱼类、无脊椎动物和浮游植物可用营养的获取，这些生物依赖光线进行光合作用。随着白冰的增加，穿透的光线减少，从而削弱这些生态系统的整体健康。
卡尔佩珀提到，他们的研究是少数几项检查湖冰质量的研究之一，并承认该环境正在发生显著变化。“让我最惊讶的是缺乏关于冰质量的广泛数据，”他说。“我们试图利用北半球有限的数据开展工作，但找到全面和可靠的信息相当困难。”
他建议在北半球定期评估冰的质量，包括测量黑冰和白冰的厚度，是至关重要的。
题为《在变暖世界中的湖冰质量》的论文今天在《自然评论：地球与环境》杂志上发布。
