阿拉斯加的冰川對氣溫升高極為敏感。根據一項利用衛星雷達觀測的新研究，夏季平均氣溫每升高攝氏1度，冰川融化期就會延長約三週。
攝氏1度相當於華氏1.8度。
該研究還表明，合成孔徑雷達（SAR）能夠全年自動且持續地監測冰川及其雪線。傳統上，雪線通常僅在融化季末期使用光學儀器進行測量。
研究人員發現，SAR提供的數據比傳統的地面光學方法更可靠。
研究結果發表於《自然》（Nature）期刊。
該研究由卡內基美隆大學近期博士畢業生Albin Wells領導。共同作者包括卡內基美隆大學助理教授David Rounce以及阿拉斯加大學費爾班克斯分校地球物理研究所的Mark Fahnestock。Rounce先前曾在地球物理研究所擔任博士後研究員及研究助理。
研究團隊利用雷達觀測來測量冰川的「融化日」。一個融化日可能代表整個冰川連續24小時都在融化，也可能由數天組成，期間融化發生在冰川的不同區域，直到總受影響面積等於冰川的整個表面。
融化日增加表示融化季正在變長，這會導致總體冰量損失增加。
科學家們利用歐洲的Sentinel-1雷達衛星數據，監測了2016年中期至2024年間阿拉斯加幾乎所有面積超過約半平方英里的冰川的季節性變化。
合成孔徑雷達的運作方式是，由移動的衛星或飛機向地球表面發射微波脈衝，然後將返回的信號組合成詳細圖像。由於它不依賴陽光，SAR能夠穿透雲層並在黑暗中收集數據。
Sentinel-1每12天會重新訪問同一地點，覆蓋阿拉斯加超過3,000個冰川。
研究人員還發現，短期熱浪會顯著減少保護冰川的積雪。在異常溫暖的時期，冰川損失的保護性積雪比往年多達28%。這個百分比適用於個別山脈的規模，並不一定會對這些區域內的每個冰川產生同等影響。
Wells表示：「我們量化這些變化的能力非常重要。融化範圍和雪線是冰川質量平衡的代理指標。」
冰川質量平衡是指冰川在一段時間內獲得的冰雪量與損失的冰雪量之間的差異。
Wells說：「這些與溫度的相關性開始讓我們對在該地區未來更溫暖的氣候下，我們可以預期多少融化或雪線退縮有所了解。」
雪線標誌著冰川積累區（積雪堆積並增加質量）與消融區（融化去除冰雪）之間的界線。
為何雷達監測優於光學監測
冰川學家通常依靠光學儀器來評估融化季末期（通常在夏末或初秋）的雪線。
Fahnestock表示：「在光學數據中，雪線可能非常難以觀察。如果你拍照晚了一天，整個冰川可能都下雪了，你就無法分辨出下方的裸露冰川冰在哪裡，上方的積雪和粒雪在哪裡。」
粒雪是冰川上部發現的半壓實的顆粒狀雪。隨著時間的推移，它會逐漸轉變成冰川冰。
根據Fahnestock的說法，光學觀測會受到照明條件變化、陰影、雲層覆蓋以及粒雪是乾淨還是骯髒等因素的影響。
SAR避免了許多這些限制，並能在整個融化季節提供定期的雪線測量。
Fahnestock說：「Albin所做的，是以一種可以應用於任何地方的方式，將冰川表面狀況的追蹤操作化了。」
研究人員仔細檢查了2019年6月23日至7月10日發生的一次阿拉斯加強烈熱浪。這次事件影響了阿拉斯加除布魯克斯山脈以外的所有冰川地區。
近兩週時間裡，許多地方的氣溫比平均高出20至30度。幾項歷史紀錄被打破，包括泰德·史蒂文斯安克雷奇國際機場的攝氏32度（華氏90度）。安克雷奇的典型夏季高溫通常在攝氏18度左右。
根據研究，極端高溫將冰川雪線推高了近350英尺。在平均年份，雪線要到大約兩個月後才會達到這些高度。
結果是，裸露的冰和粒雪暴露的時間更長，增加了總體冰量損失。
作者寫道，這突顯了「冰川對短期氣候變異性的敏感性」。
沿海和內陸冰川行為不同
該研究還發現了位於山脈沿海地區的冰川與更內陸的冰川之間存在持續的差異。
Wells表示，這兩組冰川的融化日數量有所不同，這表明儘管許多冰川的冰量損失率大致相似，但它們對環境條件的反應不同。
Wells說：「這是一個重要的發現，因為它證實了先前已知的知識，即阿拉斯加沿山脈海岸的冰川夏季融化量更大，冬季積累量也更大，而大陸側的冰川則相反。」