文章来源：剑桥大学官方网站
由剑桥大学领导的研究人员使用人工智能技术绘制了南极冰架上的雪泥图，发现所有融水的57%以雪泥的形式存在，其余部分在地表池塘和湖泊中。
随着气候变暖，更多的融水在冰架表面形成，南极洲周围的浮冰是抵御内陆冰川冰的支撑。融水增加会导致冰架不稳定或坍塌，进而导致海平面上升。
研究人员还发现，雪泥和汇集的融水导致的融水形成量是标准气候模型预测的2.8倍，因为它比冰或雪吸收更多的太阳热量。这结果，在杂志上报道自然地球科学，可能对冰架稳定性和海平面上升产生深远影响。
每年夏天，随着天气变暖，南极洲漂浮的冰架表面都会积聚水。先前的研究表明，地表融水湖会导致冰架破裂和坍塌，因为水的重量会导致冰弯曲或破裂。然而，雪泥在冰架稳定性中的作用更难确定。
“我们可以使用卫星图像来绘制南极洲大部分地区的融水湖泊，但很难绘制雪泥，因为从卫星上看，它看起来像其他东西，例如云层的阴影，”剑桥斯科特极地研究所（SPRI）的主要作者Rebecca Dell博士说。“但是使用机器学习技术，我们可以超越人眼所能看到的，更清楚地了解雪泥如何影响南极洲的冰。
利用美国宇航局 Landsat 8 卫星的光学数据，剑桥大学的研究人员与科罗拉多大学博尔德分校和代尔夫特理工大学的研究人员合作，训练了一个机器学习模型，以获得 2013 年至 2021 年间 57 个南极冰架的雪泥湖和融水湖的月度记录。
“机器学习使我们能够使用来自卫星的更多信息，因为它可以处理比人眼所能看到的更多的光波长，”戴尔说。“这使我们能够确定什么是雪泥，什么不是雪泥，然后我们可以训练机器学习模型，在整个大陆上快速识别它。
“我们有兴趣了解南极夏季存在多少雪泥，以及它如何随着时间的推移而变化，”共同作者Ian Willis教授说，他也来自SPRI。
利用他们的机器学习模型，研究人员发现，在一月份南极夏季的高峰期，南极洲冰架上超过一半（57%）的融水被保存在雪泥中，其余43%在融水湖中。
“这种雪泥从未在南极洲的所有大型冰架上大规模绘制过地图，因此到目前为止，超过一半的地表融水一直被忽视，”戴尔说。“这对于水力压裂过程具有潜在的意义，其中融水的重量可以在冰上产生或扩大裂缝。
融水影响南极海岸线边缘浮冰架的稳定性。随着气候变暖和南极洲融化速度的增加，融水——无论是湖泊还是雪泥——都会进入冰上的裂缝，导致裂缝变大。这可能导致冰架破裂，并可能导致脆弱的冰架坍塌，这反过来又会使内陆冰川冰溢出到海洋中并导致海平面上升。
“由于雪泥比融水更坚固，它不会像湖水那样引起水力压裂，但这绝对是我们在试图预测冰架如何或是否会坍塌时需要考虑的事情，”威利斯说。
除了泥浆对水力压裂的潜在影响外，它还对熔融速率有很大影响。由于雪泥和湖泊的白度不如雪或冰，它们从太阳吸收更多的热量，导致更多的融雪。这种额外的融化目前在气候模型中没有考虑，这可能导致对冰盖融化和冰架稳定性的预测被低估。
“令我惊讶的是，这种融水在气候模型中的解释如此之差，”戴尔说。“作为科学家，我们的工作是减少不确定性，所以我们总是希望改进我们的模型，使它们尽可能准确。
“未来，南极洲目前没有任何水或泥浆的地方可能会开始发生变化，”威利斯说。“随着气候继续变暖，将发生更多的融化，这可能会对冰的稳定性和海平面上升产生影响。
该研究得到了欧洲航天局和自然环境研究委员会（NERC）的部分支持，该委员会是英国研究与创新（UKRI）的一部分。丽贝卡·戴尔（Rebecca Dell）是剑桥大学三一学院（Trinity Hall）的研究员。伊恩·威利斯（Ian Willis）是剑桥大学圣凯瑟琳学院的研究员。
