冰川不只是从表面慢慢晒化的，它更是被暖洋流从底部直接掏空的 | 王显威 X 对话极地
02-07-2026 TMRW 活动部
当我们谈论冰川，想到的往往是蓝冰、企鹅、南极旅行，或社交媒体里壮阔的极地风景。但对于长期研究极地冰川的科研工作者来说，真正重要的变化，很多并不发生在人们能够轻易看见的地方。
在 TMRW 极地不缺席 2026年度活动 “非绝对自然：对话极地” 上，上海交通大学海洋学院副教授王显威带来了题为《冰川的变化：那些能看见的和看不见的》的分享。结合多年科学考察经历，他讲述了冰川表面之下那些难以被公众直接看见，却深刻影响地球未来的变化过程，也分享了科研人员在极地开展观测、获取数据的真实经历。
以下内容根据现场演讲整理，在保留演讲原意的基础上进行精编与节选，希望通过这份记录，让更多人走近冰川，也走近那些正在极地发生的变化。
01
为什么关注极地冰川？
今年4月份，我刚刚结束了新一次的南极科学考察回到上海。如果说，现在让大家想想去极地、去冰川的理由，什么最能吸引你？
第一个理由一定是蓝冰。蓝冰是冰川经过千年甚至万年的挤压形成的冰体，在阳光照射下它太蓝了，蓝得比宝石还要纯净。每当你看到它的时候，你都忍不住要去多拍几张照片，拍一段视频发到微信朋友圈或者小红书上。
还有一个理由，就是冰川的崩解：因为那个场面太壮观了。我们在格陵兰岛东岸的 Helheim 冰川时，曾拍到过大片成千上万吨的冰体在极短时间内倾泻入海的视频。如果你在现场，冰川崩解瞬间发出的巨大声响会让你极其感慨，你会发现大自然太神奇了，而人类是如此的渺小。
但是，就像前面的老师展示过的照片一样，在极地或者格陵兰岛有这么一帮人，他们会非常近地走向冰川。不管天气多么恶劣，他们都在冰面上行走、工作，甚至人与人之间还要用绳子牢牢牵着。他们冒着风险在这么恶劣的环境下工作，很明显不是为了去看蓝冰、拍照片的。
我自己有过5次南极科考、4次格陵兰岛科考的经历。
在极地，我看过南极最美好的部分，比如那些出去工作一天回来看到就会让人心情舒畅的企鹅；我也经历过南极最凶猛的地方，比如我第一次去中国长城站时，遇到的那只对着我张开血盆大口的豹海豹，它是水里的恶霸，是吃企鹅的。
南极有那么多可爱的、活生生的动物，还有水下丰富的世界，但我的研究，偏偏选择了最冷、最硬的冰川。
我为什么要研究冰川？这里就不得不提到全球海平面的变化。
大家现在可能都知道全球海平面在升高，目前的速率大概是每年几毫米。但大家不知道的是，这个升高速度不是匀速的，它有一个明显的加速度。
数据表明，在1993年到2009年左右，全球海平面升高的速度大概是每年3.03毫米；但是在过去的十年里，这个数字已经达到了每年3.84毫米。在未来，有没有可能出现每年4毫米、5毫米甚至更高？
这就使得我们必须关注一个问题：海平面这种不均匀的加速变化，究竟是什么原因引起的？
答案就在极地的这些冰里。南极和格陵兰岛的冰盖，目前储存了地球上最大的淡水储量。如果这两极的冰全部融化，会引起全球海平面升高60多米。
海平面升高速度示意图 图表为讲者提供
平时，这些冰并没有全部进到海里，而是储存在陆地基岩之上，这就相当于把它封进了一个瓶子里。但是这个瓶子不是完全封闭的，它下面有一个口子，冰盖正不停地通过这个口子往海洋里倾泻冰川。如果这个瓶口被拧得大了一些，倾泻的速度就会变快，排进海里的冰川质量变多了，就会引起海平面剧烈的加速升高。
所以我们在这里做研究，就是要搞清楚极地冰川正以多快的速度倾泻入海，到底是什么原因在影响极地冰川的这种快速变化？
把这个搞明白了，我们对全球海平面升高的预测就会比变得更为准确。
02
冰川变化的可见与不可见
在这里，我想向大家介绍两个影响极地冰川变化的过程：一个是可见的，一个是不可见的。
先说可见的过程。北方冬天下雪，春天雪化了，路面上就会积水形成小水塘。在极地，冰雪也会经历一样的变化。当天气变暖、温度升高，冰川表面的冰雪就会融化，形成一处处小水塘。如果水塘过多，它们就会汇集到一起，在冰面上形成像小溪、小河一样的冰面河流，顺着地势由高往低流。
我们在 Nansen 冰架上就拍到过大片冰面融水直接往海洋里倾泻的画面。如果冰面的融水能够顺利排出来，有时候对冰川演化造成的危害可能不是致命的；但如果这些水排不出来，那它对冰川的危害也许就是致命的。
这里有一个很典型的例子，就是南极 Larsen B 冰架的崩解过程。通过当年的卫星真实记录可以看到，在短短几个月的时间里，Larsen B 冰架发生了大面积的垮塌。在垮塌发生之前，卫星捕捉到冰面上形成了大面积蓝色的溶蚀现象，这代表天气变暖造成了大量的冰面消融和积水。这些水塘最终导致了整个南极冰架的大面积垮塌，成百上千吨的冰物质倾泻入海。
但这在南极属于一个非常极端的过程，目前由于冰面融化导致突然发生大面积崩解的事件还是相对较少的。
在极地，更多、更普遍发生的，是我们看不见的过程——也就是冰川底部的融化。
大家都知道，极地的冰它是可以流动的，流动的速度从每年几米、几十米到几公里不等，在格陵兰岛甚至能达到每年十几公里。冰在从内陆流动到海洋的过程中，一开始是在基岩之上的。慢慢地它会脱离基岩，延伸并漂浮在海洋上，这部分漂浮在海上的冰体，我们称之为“冰架”。而冰川刚刚脱离基岩、开始漂浮在海上的那一瞬间的接触点，在科学上叫“接地点”，空间上连成一条线就叫“接地线”。
海底暖水侵蚀冰架过程图解 图为讲者提供
大家可以想象一下，在冰架与海底的基岩之间，其实存在着一个巨大的空腔，里面充填着海水。如果充填的这部分海水是暖的，对冰川演化造成的后果就会非常致命。暖水会直接融化冰架的底部，导致冰川的接地线向内陆方向剧烈后退，同时冰架也会变薄。冰架一旦变薄，就会变得非常脆弱，更容易发生断裂。而冰架断裂变薄后，对后方内陆冰川的支撑力就减弱了，导致冰川以更快的速度往海洋里流动，倾泻出更多的冰质量，从而造成全球海平面更快地升高。
卫星观测数据显示，松岛（Pine Island） 冰川在过去的三十年里持续有暖海水入侵。暖水不停地冲刷、掏空冰底，虽然这个过程在海底发生，看不见摸不着，但科学家通过卫星遥感，把1992年到2011年的接地线画出来之后发现，短短十几年时间，它的接地线往上游的方向后退了整整40多公里，同时冰架厚度变薄了200多米。
这是一个非常恐怖的质量损失，与之带来的就是冰川的持续崩解和恶性循环。
我想强调的是，冰并不是像大家想象的那样在表面慢慢晒化的，它其实是被暖洋流从底部直接掏空的。底部消融一旦到了一定程度，就会引起质变，引发冰架的突然垮塌。而这个过程，现在正在整个西南极绝大部分的冰川上演。
03
极地科考的现实困境
在最近几年的冰川变化研究里，有一个非常热门、备受关注的冰川，叫思韦茨冰川，大家可能在新闻里听过它的另一个名字——“后天冰川”。为什么这个冰川会吸引全世界科学家的目光？为什么说它如此重要？
它的重要性不仅仅在于它所在的流域如果全部融化，能直接引起大约60多厘米的海平面升高。更核心的原因在于，它可能是整个西南极冰川快速变化的一个导火索，会引发多米诺骨牌效应。一旦它垮塌了，周围流域的冰川就会失去屏障，加速往海洋倾泻，最终可能引发约3米左右的海平面升高。
我给大家说两个具体的科学证据。
第一，西南极的海水现在非常暖和，周围的海水在卫星图上呈现粉红色，这个粉红色代表海水的温度大概是一点几度。而在极地的海水盐度下，冰的融点是负一点九几度。也就是说，这里有将近3度的热量差，这3度的热量足以快速融化这里的冰底，融化速度达到每年几米甚至几十米。
西南极海水温度示意图 图为讲者提供
第二，思韦茨冰川的底部地形和其他冰川不同。思韦茨冰川在冰川出口、靠近下游的地方基岩地形比较高，但是到了冰川上游，底部的基岩反而更低。
这就类似于一个向内陆倾斜的山谷。当外面的暖水一旦越过下游的高地进入这个山谷之后，它就会顺着坡度往里灌，更容易待在里面不出来。在这种地形下，暖水每融化掉一点冰底，冰川的支撑力就损失一点，冰川就会加速向海里滑动；滑动得越快，暖水进得越多，它就进一步加速。
这种特殊的地形就是思韦茨冰川最重要的特征，也是我们必须要死死盯住它的原因。
目前，整个极地冰盖变化最剧烈的地方都集中在边缘，这些边缘的变化至关重要。作为科研人员，我们通过卫星观测知道了它们现在的现实，但我们更在乎的是它们未来会怎么变。
实际上，我们现在对两极的了解还远远不够。
南极大陆茫茫雪原，没有人类生活的迹象。我们去科学考察，天气条件极其恶劣，每次直升机出去都要依赖气象预报模型，但这些模型在极地经常不准，很多时候我们只能依靠直升机驾驶员的经验，去肉眼观测云层，来决定能不能飞、能不能去某个地方。
模型不准的原因，是因为我们放在南极的自动气象站太少了。根据美国威斯康辛大学对南极自动气象站的统计结果，在2021年之前，整个南极大陆只有267个自动气象站。南极大陆比我们整个国家的面积还要大，只有两百多个气象站怎么可能够用？
中国科考人员在南极昆仑站架设气象站 图源：北京邮电大学出版
大气的观测数据不够，海洋的数据就更少。每次极地科考，科学家依靠科考船到达极地，用 CTD（温盐深仪）等仪器去测量海洋的变化。
把仪器放下去，能获得从表层到深层的海水温度、盐度信息。但是每一个航次的时间非常有限，受限于路线规划和后勤补给，我们做调查的区域非常窄，而且船一旦开走，这个地方的调查就中断了。虽然现在科学家发明了一些自动执行海洋调查的装置，比如 Argo 浮标（自持式漂流剖面浮标），人不在的时候也能自动观测，我们今年也在特拉诺瓦湾布放了浮标，但整个南大洋里，这种浮标的数量还是太稀缺了。
所以，如果我们想知道南极海水到底对冰底融化有什么影响，仅仅靠现场观测是不够的，必须依靠模型来进行趋势估计。但作为科学家，我并不能完全盲信计算机模型。
模型在大趋势上可以给你启示，但到了具体的、关键的冰川，由于缺乏精细的边界条件，模型算得不够准。我们必须亲自到极地现场去，去看那些我们看不懂、看不清的内容，拿到最精确的一线实测数据，去检验和修正我们的模型。
04
在现场的极端体验
2020年1月30日-2020年2月12日看，我有幸参加了一次国际联合科考，直接前往思韦茨冰川的冰面上，开展了一次长达十几天的现场作业，去布放雷达仪器，实时探测冰川的运动和底部消融。
我们到达了冰面上的扎营点，两架直升机随行，在冰面上搭起了各种帐篷。我们在那里遭遇了极其糟糕的暴风雪，天气连续十几天恶劣到了极点。那场暴风雪强度非常大，甚至直接摧毁了我们的一顶科研帐篷。我们在风雪稍歇的片刻，赶忙用钢丝拉索把其余的厨房帐篷和科研帐篷全部进行了死死加固。暴风雪不仅带来了大风，还带来了严重的积雪。每天早上起床，我们住宿账篷的出口都会被积雪堵住一部分，我们每天清晨的第一件事，就是拿铲子挖出一条雪道，确保能走到厨房帐篷去吃饭。
糟糕的天气直接打乱了我们的科学计划。因为天气太坏，直升机根本没办法起降，原定要去步放仪器的远端站点去不了了。为了不让任务完全泡汤，我们只能被迫改变作业方案，决定把雷达仪器布放到我们大本营的周围。但冰面营地周围也绝对不是安全的，随时可能埋伏着暗裂缝。
在思韦茨冰川冰面进行科考作业 图为讲者提供
为了选择合适的、安全的作业地点，我们在冰面上行走探测时必须极度小心。走在前面的两个人手里拿着长杆，一下一下地去探前面的雪，看看下面的冰是不是结实的，每个人手里拿着冰镐，身上背着安全绳，就是为了防止万一有人掉下去，后面的队友能有施救的工具和时间。
那十几天里，除了第一天和最后一天是晴天，中间全都是暗无天日的暴风雪。直到第13天天气终于好转，所有人用最快的速度把自己的行李和帐篷打包，两架直升机像搬家一样疯狂往返，把我们全部运回了科考船上。在撤离前，我们顺手拿温度计测了一下冰面的温度。按理说，南极的冰面应该是非常寒冷的，但那天温度计显示竟然在零度以上。这让我们真真实实地意识到，哪怕在思韦茨冰川这么核心的腹地，它的表面消融和底部消融也正在实实在在地发生着。
那天晚上撤回船上后，虽然每个人都精疲力竭，但我们当天晚上工作到非常晚。趁着天气允许，我们用了一整天的时间，两架直升机连续出动，把我们原计划要布设的仪器全部在调整后的站点上布设完毕。虽然路线变了，但这些布放下去的雷达仪器，可以持续、实时地替我们探测到思韦茨冰川底部的真实消融数据，为我们的计算机模型提供最珍贵的验证样本。
2021年我回到交大工作之后，我们团队发展了更多、更先进的自主仪器。从最初单一的现场雷达，到现在发展出了一整套包括5个无人机载和地面架设的冰面调查设备，我们可以获得冰川是如何流动的、内部是怎么变化的、底部是怎么融化的，以及周围气象和海洋要素的全面记录。
为了验证这些仪器，我们跑去了环境和极地非常相似的青藏高原雅隆冰川。在青藏高原，我们同样看到了冰川在剧烈地后退和崩解，那里的家门口也同样围绕着冰川融水的湖泊。极地在发生的事情，在我们身边也在发生，但导致它们剧烈消融的底层机制，依然存在着大量的空白，这也是我们未来想要花时间去摸清的地方。
05
保持在场的意义
讲到这里，今天的内容差不多要结束了。我跟大家聊了这么多关于极地冰川的变化、科考的真实遭遇、以及仪器的布放。
可能有人会问：“王老师，你说的这些有用是有用，但对于我们普通人来说，我又去不了极地，没办法帮你去冰面上装仪器，更不可能去改变国家的气候和环保政策，我们听这些有什么意义呢？”
我想告诉大家，这件事情的本质，并不是需要你亲自去一趟极地。极地冰川的命运，从来不是在未来的某一天被突然决定的，而是在此时此刻，在我们很多普通人看不见、看不清的地方，正在一点一滴地被决定着。
我们科学家所做的事情，是替整个地球、替人类，在那些常人去不到、看不清的地方去进行观测。我们在现场拿着仪器去记录、去研究，去看看到底发生了什么，然后回来，在这个讲台上告诉大家。在那个寒冷偏远的现场，我们科学家是在场的，是不缺席的。
而今天坐在这里的大家，在你们力所能及的地方，来到这个活动现场，同样是一种保持“在场”。因为你们的到来，代表着把极地和冰川放进了自己的视野里。保持关注，保持对这些琐碎细小知识的了解，这本身就有着巨大的意义。
这意味着什么？这意味着当未来某一天，出现极地环境发生剧变的新闻，或者某项环境、气候政策出台的时候，它在你的脑海里、在你的视野之内不是完全陌生的。你能实实在在地看懂它，去关注它，从而理解这个地球正在发生的变化。
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