在幾百公裏外量一塊大陸的體重：11.3 兆噸極地冰流失，由 27 個衛星任務對出答案

IMBIE 把衛星觀測一路回溯到 1972 年，量出半世紀的冰流失總帳，也把重點從冰面融化搬到冰河入海的速度上。

先把帳攤開

地球上最大的兩塊冰，一座在南極，所在大陸的面積比中國還大；另一座在格陵蘭，相當於將近 60 個臺灣。要量它們瘦了多少，沒有任何一臺體重計放得下，科學家的做法是退到幾百公裏外的軌道上，讓衛星幫整塊大陸量體重。9 月 23 日公布的一份國際研究，把這份體重記錄一路回溯到半個世紀前：自 1970 年代以來，格陵蘭與南極合計流失約 11.3 兆噸的冰，全球海平面因此上升超過 3 公分。

這份記錄由「冰蓋質量平衡相互比較計畫」（IMBIE）整理而成，是迄今時間跨度最長的衛星觀測結果。格陵蘭從 1972 年起算，南極從 1979 年起算，一路記到 2023 年，中間整合了 42 項衛星調查與 27 次衛星任務的資料。流失的 11.3 兆噸裡，格陵蘭冰蓋佔了大宗。「把時間範圍追溯回 1970 年代之後，我們第一次能看到冰蓋在整整半個世紀裡的變化。」研究負責人、諾桑比亞大學的伊內斯·奧託薩卡（Inès Otosaka）說。

11.3 兆噸很難憑感覺理解，換個方式算：這些冰融成水，體積約 1.1 萬立方公裏，平鋪在臺灣全島上，水深約 300 公尺。而把這些水平均鋪到約 3.6 億平方公裏的全球海面上，水位剛好升高 3 公分出頭。研究給出的兩個數字，總流失量與海平面上升，是可以互相驗算的。

3 公分，落在誰頭上

「海平面上升 3 公分聽起來可能不算多，但這意味著又有 600 萬至 900 萬人面臨沿海洪水和海岸侵蝕的風險。」IMBIE 創始人、諾桑比亞大學地理與自然科學學院院長安德魯·謝潑德（Andrew Shepherd）在聲明中表示。他補充，隨著未來幾十年冰蓋預計還會繼續流失，這類全球評估對保護受氣候變遷影響的社羣至關重要。

3 公分是全球平均，而全球平均往往只是起點。海平面上升改變的是高潮位與暴潮的底牀，原本數十年一遇的淹水門檻被墊高之後，發生頻率會整體往上挪。對住在低窪沿海與島嶼上的人來說，這個變化會先出現在日常的天氣預報和防災公告裡。

記錄也把趨勢的形狀畫了出來。流失並非勻速進行，從 1990 年代開始，極地冰消失的速度明顯加快。格陵蘭在 1980 年代每年流失約 600 億噸，到了 2010 年代，數字變成每年約 2640 億噸，速度拉高超過四倍。南極同樣如此，從 1980 年代的每年約 480 億噸，增加到 2010 年代的每年約 2020 億噸。觀測軸拉得夠長，才分得出這是趨勢還是年際雜訊；這一點上，衛星記錄與鍾南山團隊上萬人的長期追蹤做的是同一件事，用時間換取把缺口量出來的本錢。

軌道上的三種量法

衛星量冰主要有三種途徑，各有各的比喻。

第一種是測高。衛星上的雷達或雷射往冰面打訊號，量往返時間換算高度，同一個地點逐年量，高度降了多少，就是冰變薄了多少，像每個月量一次身高。歐洲太空總署的 CryoSat-2 就屬於這類任務。

第二種是測重力。成對的衛星一前一後結伴飛行，持續互相量測距離。飛過質量變重的區域時，前方衛星先被微微加速，兩者距離被拉開；飛過變輕的區域則相反。冰從格陵蘭搬進海洋，格陵蘭的重力就變小，衛星隔著幾百公裏也感覺得到，著名的 GRACE 任務用的正是這個原理，等於替整個地球放上一臺體重計。

第三種是收支法，說白了就是記帳。收入是每年落在冰蓋上的雪，支出是地表融水加上冰河末端送進海裡的冰，淨額就是這一年的質量變化。

IMBIE 自己則扮演對答案的角色。各團隊用同一批衛星資料、各自獨立估算，計畫再把 42 項調查的結果放在一起比對，得出共識估計與不確定區間。「更長的觀測記錄、更大規模的參與團隊，以及評估不確定性的能力提升，讓這成為迄今最可靠的冰蓋質量平衡評估。」華盛頓大學研究負責人之一泰勒·薩特利（Tyler Sutterly）指出，衛星提供覆蓋整個大陸、逐年持續的證據，正是檢驗模型、縮小未來海平面上升預測不確定性所需要的。這種多人獨立驗算再公開比對的設計，和李飛飛談 AI 安全評估不能全由開發方自評是同一個道理：答案的可信度，取決於驗算的人夠不夠多、夠不夠獨立。

八成的冰，走的是另一條路

這份記錄最反直覺的發現，在於流失的組成。一般人想像中的冰蓋消失，是陽光把冰面曬化成水。資料給出的畫面不同：冰面融化只佔 16%，其餘 84% 發生在冰河輸送的路徑上，冰蓋邊緣的冰河把冰運進海洋，而且流速愈來愈快。

機制與海洋溫度有關。變暖的海水從下方侵蝕冰河伸入海中的前端與冰架，支撐後方冰體的結構變薄、後退，上遊的冰於是加速往前滑。可以把冰架想成抵住門的門擋，門擋被挪走，整扇門就往外衝。「超過五分之四的冰損失，是流速加快的冰河把冰排入海洋，而非冰層表面融化。」奧託薩卡解釋，這顯示長期趨勢主要由冰蓋對持續變暖的海洋所做的動態回應驅動。

這個發現有兩層意義。第一，海洋溫度比氣溫更值得盯緊，海水多暖一度，直接決定冰河閘門開多大。第二，冰體流動屬於動態過程，比表面融化更難用簡單公式預測，模型需要更長的歷史資料來校準，這也回頭解釋了把記錄一路拉回 1972 年的價值。

接下來值得盯的訊號

聯合國近期發布的報告指出，未來短短幾年內，全球升溫可能超過工業化前水準 1.5 攝氏度這個關鍵門檻。2015 年《巴黎協定》上，近 200 個國家曾承諾努力把升幅控制在這個範圍內。門檻與承諾之間的距離，極地冰正在替所有人記帳。歐洲太空總署科學家迭戈·費爾南德斯（Diego Fernández）則強調，這些結果顯示以衛星監測冰蓋、並用衛星資料檢驗氣候預測模型具有根本重要性，CryoSat-2 這類任務能否在未來數十年延續，決定了這份記錄能不能一直寫下去。

對一般讀者，後續可以記住三個訊號。訊號一，IMBIE 的下一次更新中，年度流失量相對 2010 年代的水位是繼續攀升還是趨穩，這直接影響海平面預測的中位數。訊號二，1.5 度門檻的正式宣布時點，以及各國沿海調適預算隨之的變化。訊號三，測高與重力衛星任務的接替計畫，觀測一旦斷檔，最長記錄就停在 2023 年。

已經融進海裡的那 11.3 兆噸，不會在下個冬天存回格陵蘭。這份記錄做的事，是把「極地冰在變少」這句形容詞，換成逐年可以對帳、多方可以驗算的數字。數字還會更新，而所有未來的更新，都會回來跟這半個世紀的帳本比對。