水是生命之源。在適宜的溫度條件下，再加上無數其他因素，地球上的生命系統、生命和人類就出現了。地球上97%的淡水儲存在極地冰蓋中。冰蓋承載著淡水儲存、溫度調節等基本生態功能。
調節淡水和溫度的冰蓋。
地球上的冰
在地球表面，有大量的水，其中大部分是海水。海水蒸發到空氣中，變成淡水。在寒冷的地方，它變成雨、雪、冰、雹、霜，落到地上，滋潤著大地。在寒冷或高山地區，形成大面積的冰，它兼作山區的冰川，在極地稱為冰架，在南極洲和格陵蘭島為冰蓋。由於這些冰中所含的土粒或氣泡等雜質的差異，可以呈現透明和或多或少不透明的藍白相間。幹凈的冰之所以是淺藍色的，是因為冰的化學結構是由氫和氧組成的。
壹般來說，地球表面和大氣中的冰都是六方晶體結構。水分子形成冰。由於溫度和壓力的不同，冰分子可以表現出超過18種不同的相態(填充幾何)。在太陽系中，冰很豐富。在太陽系外，冰以星際冰的形式出現。
大面積被冰覆蓋的陸地稱為冰蓋、冰蓋地球或冰川，面積超過5萬平方公裏的稱為冰蓋，也稱為大陸冰川。目前地球上的冰蓋主要是南極冰蓋和格陵蘭冰蓋。面積小於50，000平方公裏的冰被稱為冰蓋。冰蓋通常與周圍幾個較小的冰川相連。
另壹方面，在重力的作用下，冰川從較高的區域向較低的海平面移動，當大陸上的冰川進入海中時，在底部形成壹大塊冰。冰架是壹個厚厚的浮動冰平臺，冰川或冰蓋向下流動到海岸線和海洋表面。冰架的厚度範圍從100米到1000米。冰架只能在南極洲、格陵蘭島、加拿大和俄羅斯北極地區找到。冰架進入海中，斷裂，漂浮在海面上形成冰山。美國國家航空航天局(美國國家航空航天局)和大學的研究人員於6月13日在《科學》雜誌上發表的壹項研究發現，南極冰架下海水的融化是該大陸大多數冰架大量流失的原因。
1991年的南極俄羅斯冰架
相比之下，海冰是在水面上形成的，厚度通常小於3米。整個北冰洋的冰都屬於海冰。夏天，海洋表面的冰會融化，冬天，海水又會結冰。南極洲周圍的南大洋也有很多海冰。
地球上的冰河時代
地球上的冰是在常壓下溫度降到零攝氏度以下時液態水結晶成固體。在氣溫下降的壹般地質時期，通常稱為冰期。冰河時期，地球表面和大氣溫度長期偏低，導致冰蓋和高山冰川擴張。在漫長的冰期中，溫度較低的寒冷期稱為“冰期”(或“冰河期”)，間歇性的溫暖期稱為“間冰期”。冰河時代意味著北半球和南半球都有大量的冰蓋，格陵蘭島、北極和南極的冰蓋都是上壹次冰河時代的殘余。
地球歷史上至少有五大冰期:胡尼冰期、冰期、安第斯-撒哈拉冰期、卡魯冰期和第四紀冰期。在這些時間之外，即使在高緯度地區，地球上似乎也沒有冰。科學家洛夫洛克對地球上為什麽會有冰河期給出了自己的解釋。這個解釋不是唯壹的，但卻是很多人接受的邏輯解釋。
最古老的葫蘆島冰期形成於24億-21億年前，可能與地球大氧化時代有關。大量甲烷被氧化，溫室氣體減少，氣候變冷，導致地球上大量的水結冰，形成冰河時代。6.3億年到8.5億年之間的冰河時期產生了壹個冰冷的地球。地質研究表明，在那個時代，冰川冰蓋到達赤道附近。隨後的時期，由於寒冷的冰河時期，地球上的植物和其他光合生物減少，二氧化碳等溫室氣體繼續在地球上積累，形成了寒武紀生物大爆發。
泥盆紀時期陸地植物的進化導致了星球氧氣水平的長期升高和二氧化碳水平的降低，從而產生了卡魯冰期，卡魯冰期是以在南非卡魯發現的冰川池命名的，冰期的證據首次被明確識別。在石炭紀和二疊紀早期，南非在3.6億至2.6億年間有大量的極地冰蓋。
第四紀冰川/第四紀冰期始於約258萬年前的第四紀初期，當時北半球的冰蓋開始蔓延。此後，世界上出現了以4萬年和65438+萬年為時間尺度的冰川進退的冰川周期，稱為冰期、冰川或冰川前進、間冰期或冰川後退。地球目前處於間冰期，末次冰期結束於約1億年前。其余的大陸冰蓋是格陵蘭和南極冰蓋以及巴芬島等較小的冰川。
2016年，《科學》雜誌發表了關於火星近期極端冰期的證據。僅在37萬年前，這顆行星呈現白色而不是紅色。
融化的冰蓋
千百年來，海平面保持相對穩定，人類社會沿著地球海岸線定居。但是現在地球的海洋正在上升。從全球來看，自20世紀初以來，海平面上升了約20厘米，僅在過去20年裏就上升了5厘米。
海平面上升6米後陸地被淹沒的模擬圖(紅色部分)。
自1992以來，美國國家航空航天局壹直從太空記錄海平面。美國國家航空航天局總部冰凍圈項目科學家湯姆·瓦格納(Tom Wagner)說:“如果冰蓋迅速分崩離析，海平面上升可能會在壹兩個世紀內上升4米。”美國國家航空航天局模擬了海平面上升6米後的全球地圖。數據顯示，當這種情況發生時，地球上所有最重要的海岸都將成為海洋的壹部分。
2002年，美國國家航空航天局和德國航天局發射了兩顆衛星，重力恢復和氣候實驗(GRACE)。他們每30天測量壹次地球周圍的質量和重力運動。格雷斯記錄了世界各地的水流。另壹個新系統是多國Argo陣列，這是壹個由分布在整個公海的3000多個浮動海洋傳感器組成的網絡。第三個是傑森系列。這些系統旨在研究海平面上升。傑森的壹系列觀察表明，海平面上升的三分之二來自陸地冰川融化，其余來自海洋本身變暖。
從2003年到2009年，美國國家航空航天局還部署了冰雲和地面高程衛星(ICESat ),利用激光脈沖繪制極地冰蓋的高度。其他空間機構使用雷達儀器測量冰川速度和表面地形，如歐洲航天局的CryoSat-2衛星。空中任務，如美國國家航空航天局的冰橋行動，使用儀器來補充這些測量。這些儀器可以繪制冰下基巖的地形圖，確定冰層厚度並表征其內層，同時探測積雪深度。
格陵蘭冰蓋面積1710000平方公裏，約占格陵蘭表面積的80%。它是僅次於南極冰蓋的世界第二大冰體。冰蓋南北長約2400公裏，最大寬度1100公裏。冰的平均高度為2135米，厚度壹般在2公裏以上，最厚處超過3公裏。如果前部融化，地球海平面將上升6米。
格陵蘭島的冰蓋由超過6.5438億年的壓縮雪組成，最有價值的過去氣候記錄保存在今天的冰層中。在過去的幾十年裏，科學家們已經鉆取了長達4公裏的冰芯。科學家們使用這些冰芯來獲得關於溫度、海洋體積、降水、低層大氣的化學和氣體成分、火山爆發、太陽變化、海面生產力、沙漠範圍和森林火災的信息。這種氣候比其他任何自然氣候記錄代表了更多的信息。
南極冰蓋面積近654.38+04萬平方公裏，比美國和印度的面積加起來還大，而且含有大量淡水。如果全部融化，海平面會上升57米。研究表明，格陵蘭島和西南極洲的冰川正在加速融化。自2004年以來，格陵蘭島平均每年損失303億噸冰，而南極洲平均每年損失118億噸冰，其中大部分來自西南極洲。
對氣候變化的影響
根據相關研究，全球氣溫明顯高於過去65萬年，或至少是過去74萬年的最高氣溫。到2100，生態系統將暴露在氣溫升高的大氣環境中。據預測，隨著未來氣候的變化，對生態系統的嚴重破壞將會增加。地球生態系統受到擾動後，會出現包括火災、幹旱、蟲害、物種入侵、風暴、珊瑚白化等問題。
氣候變化帶來的壓力，加上生態系統面臨的其他壓力(如土地轉換、土地退化和汙染)，可能會對壹些獨特的生態系統造成巨大破壞或完全喪失，使壹些物種滅絕。
北極融化後的北極熊
據估計，氣候變化是寒針葉林、稀樹草原、地中海氣候系統、熱帶森林、北極苔原和珊瑚礁生物多樣性喪失的主要原因。在其他生態系統中，土地利用變化可能是生物多樣性喪失的更強大的驅動力，至少在不久的將來是如此。2050年後，氣候變化可能是全球生物多樣性喪失的主要驅動因素。
研究表明，自20世紀中期以來，地球正在經歷壹個重要的氣溫上升的氣候變化時期。在科學研究中已經觀察到氣候變化的許多影響，包括冰川退縮，季節性物候事件的時間和區域變化(如植物開花較早，原本生長在較溫暖地區的植物會遷移到溫度較低的地區等。)，農業生產力變化，海平面上升，極端氣候變化，北極海冰範圍縮小，冰川退縮。壹些研究表明，如果全球平均氣溫與全球氣溫1980-1999相比上升超過1.5至2.5攝氏度，將主要對生物多樣性和生態系統商品和服務產生負面影響，例如水和食物供應。
世界各國對氣候變化的認識不同，主要是因為氣候問題的成因和負面影響對世界各國來說是不壹樣的。有人認為氣候變暖是自然現象，節能減排沒有作用。只是發達國家限制發展中國家的遊戲。這種所謂的“陰謀論”也叫。壹些發達國家也不願意為世界節能減排承擔更多的義務，因為發展中國家承擔減排義務的成本會很高。這就是所謂的“自掃門前雪”理論。壹些新興國家不願意失去發展的機會，因為沒有人會接受發展速度放緩的結果。這所謂的“說壹套做壹套”。
評價生態系統未來的變化是有益還是有害，很大程度上取決於人類社會如何評價生態系統對自身的價值。或者很多人只是聽說過氣候變暖，或者都是科學家聳人聽聞的推測。或者說在全球氣候災難面前，人類社會沒有能力關心生態系統中生物多樣性的變化。或者說氣候變暖導致的海平面上升只關系到某些島國的利益，或者說海平面上升對人類社會的影響可以通過工程措施來解決。
根據聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的相關報告，我們可以從敏感性和脆弱性的角度來考慮氣候變化的影響。“敏感性”是指特定系統或部門可能受到氣候變化和/或氣候變異性積極或消極影響的程度。“脆弱性”是指特定系統或部門可能受到氣候變化不利影響的程度。
人類社會對氣候變化的敏感度是不壹樣的。氣候變化的敏感部分包括水資源、沿海地區、人類住區和人類健康。對氣候變化敏感的行業包括農業、漁業、林業、能源、建築、保險、金融服務、旅遊和娛樂。
專家介紹
朱永傑
北京林業大學管理學教授、博士生導師；1986美國留學，學工商管理，英語溝通能力強；完成《中國濕地保護行動計劃》研究和大小興安嶺林區管理體制改革；參與全球環境基金、世界銀行等涉外項目管理專家的咨詢工作；參與天然林保護、京津風沙源治理、退耕還林、國有林區改革、國有林場和自然保護區管理等林業重點項目的咨詢研究工作；他是《世界林業簡史》的作者。
來源|中國綠色時報6月28日
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