净质量平衡
因为两大冰原包含世界上99%的冰,重要的是要知道这些冰层增加或减少在目前气候条件。尽管这样一个确定的主要目标国际地球物理年(1957 - 58)以来每年学习,甚至净质量平衡的迹象尚未最终确定。
表面看来,积累南极冰盖大约是平衡的冰山崩解和基底融化从冰架。编译许多作者和政府间气候变化专门委员会(IPCC),第三个科学评估(2001),建议下面的平均值,在吨(每年数十亿吨)(1 gigaton相当于1.1立方千米的水):
积累
积累在接地冰+ 1829±87
积累在接地冰和冰架+ 2233±86
消融
冰架崩解和冰川−2072±304
底部融化,冰架−540±218
融化和径流−10±10
净质量平衡−389±384
净的差别,然而,在相同的顺序的误差估计量。此外,一些作者建议值上述崩解和冰架融化太高了冰的排放到海里,以冰流研究,显然低于积累。因此,即使是净余额不定义良好的迹象。看来的净平衡的接地部分南极洲冰盖是正的,而浮动冰架是负的。波动的研究在浮冰的程度不确定。
的净质量平衡格陵兰冰盖似乎也在接近于零,但在这里,也明确的结论的误差太大。估计平衡如下,每年从政府间气候变化专门委员会和吨。
积累
积雪522±21
消融
冰山崩解−235±33
融化和径流−297±32
底部融化−32±3
净质量平衡−42±51
不确定性在上面给出的数量分析的困难是由于积累的空间和时间分布,冰山的崩离率每年测量相对较少,缺乏知识的表面融化凝结雪在深度和冰。许多出口的冰川和冰原边缘的一部分在格陵兰岛的西南部,许多观察,已停止撤退,观察从1950年代到1970年代。经过一段时期的相对稳定和推进在1980年代,在格陵兰岛冰川撤退都恢复和加速自1990年代中期。
流的冰原
一般来说,南极和格陵兰冰盖不是指示径向向外的大海。相反,冰从中央点往往很高收敛到离散的流域,然后集中到迅速流动冰流。(所谓的流冰的电流移动几倍冰两侧。)东方冰的南极洲有一个非常简单的形状与几个微妙的点或高穹顶。格陵兰岛就像一个细长的圆顶或脊,有两个峰会。西南极洲是一个复杂的收敛和发散的流,因为混乱的山脊和低谷在冰川下的基石和冰流的收敛。
流率室内的冰盖非常低,每年以厘米或米,因为表面坡是微不足道的,冰是很冷。随着冰向外移动,流速增加到每年有数十米,这进一步流速增加,每年长达一公里,冰川和冰流流用于出口。冰架继续流,甚至因为它增加,因为冰利差在薄层。的边缘罗斯冰架,冰是每年向大约900米海洋。
这个简单的图片冰流是由更复杂的依赖冰流定律在温度。因为温度升高大约15°C (27°F)导致冰的变形率增加10倍,冰盖的温度分布在一定程度上决定了其流结构。寒冷的冰冰盖的核心部分进行分解成温暖的地带。这一转变修改静态温度分布,剪切变形主要集中在薄带温暖的冰。前进速度可能几乎统一整个深度几数十或数百米的基石。
另一个重要影响冰流产生的热量摩擦冰的滑动造成的,在基岩或通过内部剪切基底冰。如果一部分冰盖变形比环境更迅速,轻微的额外的热量生产增加这部分的温度,使其变形甚至更容易。这种变形的增加可能解释冰流的现象。冰流是非常有效的把冰从大排水地区南极洲和格陵兰岛的冰架和大海。众所周知,至少有一个南极冰流迅速移动一层水沉积物变形;附近的冰流似乎停止快速运动在过去的几百年,也许由于损失的沉积物层。
信息从深核
南极和格陵兰冰盖大多低于冰点。连续的核心,在某些情况下采取下面的基石,让冰原的采样通过积累的整个历史。记录从这些核心代表获得令人兴奋的新发展古气候学和古研究。因为没有融化,冰的分层结构保留了一个连续的记录雪积累和化学、空气温度和化学,和影响火山,陆地、海洋、宇宙,和人为来源。实际样品的古大气被困在冰中的气泡。这个记录可以追溯到400000多年。
在地表附近可以选出年度层目视检查。在一些地方,如格陵兰岛冰原格陵兰冰芯项目/项目2(控制/ GISP2)的网站峰会格陵兰岛,这些年度层可以追溯到40000多年,就像数年轮。结果是一个非常高分辨率气候变化的记录。当个体层不容易可见,季节性变化在尘埃,海洋盐,和同位素可用于推断年度年表。精确的约会最近的层可以通过定位放射性沉降物从已知的核爆炸或火山爆发的痕迹的日期。必须使用其他技术来重建核心深处的年表。一个方法涉及到流动的理论分析。如果冰流的垂直廓线,如果它可以假设的速度积累大约已经通过时间常数,然后一个表达式的年龄冰可以开发深度的函数。
一个非常有用的技术过去跟踪温度包括测量氧isotopes-namely的比率氧18来oxygen-16。Oxygen-16是占主导地位的同位素,占99%以上的天然氧气;氧18占0.2%。然而,氧18的确切浓度在降水,特别是在高纬度地区,取决于温度。冬天雪oxygen-18-oxygen-16较小比率比夏天下雪了。类似的同位素方法推断沉淀温度是基于测量的比率氘(hydrogen-2)正常氢(氢)。这些氢和氧同位素比率之间的关系,称为氘过量,有助于推断条件时的蒸发和降水。来自同位素温标测量校准可观测的套冰盖表面附近的记录。
冰核测量结果大大扩展了知识过去的气候。例如,冰核的空气样本显示增加甲烷,二氧化碳和其他“温室气体”浓度随着工业化的崛起和人类人口。在更长的时间范围,中二氧化碳的浓度大气可以显示出与大气温度(氧和氢同位素所显示的那样)从而确定全球变暖吗温室效应,热长波的形式红外辐射是被大气二氧化碳和反射回的地球的表面。
也许最令人兴奋的是最近的冰芯结果显示惊人的快速气候的波动,特别是在最后一个冰河时期(160000至10000年前),可能在之前的间冰期。探测大气的灰蒙蒙的变化(一个函数风数量和大气环流、温度、降水、和其他变量显示,在这个时期,气候之间的频繁交替full-glacial nonglacial条件在不到十年的时间。似乎有些变化发生在气候波动,突然叫道Dansgaard-Oeschger事件,温度上升5°- 7°C (9°13°F),留在这几年国家几个世纪以来,跳了回来,并重复这个过程几次直到另一个新的国家在很长一段时间——1000年。这些发现有深刻而令人不安的影响对海气耦合气候系统的理解。