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北极夏季海冰最早2035年可能完全消失

地球关注|2020-8-22 06:56

来源:国家地理|141人参与|0评论

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北极夏季海冰最早2035年可能完全消失

  2015年6月,经过一个异常温暖的冬天之后,阿拉斯加乌特恰维克市(原名巴罗)附近的北冰洋

  图源:KATIE ORLINSKY,NAT GEO IMAGE COLLECTION

  上个月,北冰洋的海冰比自1979年科学家开始用卫星跟踪记录以来的任何一个7月都要少,标志着毁灭性的、重塑地球的必然趋势又向前迈进了一步:北冰洋将迎来无冰的夏天。

  每年,在漫长、黑暗的冬季,北极海冰都会因海面结冰而增加。在三月份北极海冰达到最大值的时候,海冰几乎覆盖整个北冰洋,面积接近1550万平方公里。海冰在夏天期间又开始融化,在九月份达到最低值。20世纪80年代的7月期间,海冰的平均面积为980万平方公里,与美国或加拿大的面积相当。

  今年7月,北极海冰面积仅为725万平方公里。自1979年至今,北极海冰平均每年减少7万平方公里,相当于每年都有北达科他州面积大小的海冰融化,而且不会复原。

北极夏季海冰最早2035年可能完全消失

  本周发表在《自然气候变化》杂志上的一项研究有力地证实了上述预测:到2035年,北极夏季的海冰很可能会完全消失,届时今天还在学步的小孩即将高中毕业。

  新研究的第一作者、英国南极调查局的气候科学家Maria Vittoria Guarino说:“这表明我们知道的一些事情正在迅速发生,现在我们必须为此做好准备(比我们想象的要早)。”

  变暖中心

  北极变暖的速度超过地球其他区域的两倍,意味着自前工业化时期至今北极的平均温度已经上升了2-3℃,而整个地球升温约为1℃。此外,这种变化还在加速:升温的0.75℃发生于过去10年。

  “过去,白令海的北部海域一年里有8个月被海冰覆盖。如今,只有3-4个月里我们能看到海冰,”一个北极原住民领导者小组在美国国家海洋和大气局2019年的北极年度报告中写道。

  变暖影响几乎涉及到北极地区生活的各个方面。曾经保护海岸线免受风暴和海浪袭击的沿岸固定冰,如今在北极的许多地区都消失了。沿岸固定冰的消失加速了海岸侵蚀,危及几十个社区。由于海平面上升,保护性海冰消失,以及融化的永久冻土破坏了当地城镇的基础设施,像Shishmaref这样的村庄(位于Chuchki海的岛屿上)正面临巨大的危险。

  “阿拉斯加原住民过去过着半游牧式的生活,”斯克里普斯海洋学研究所的因纽皮雅特气候科学家Sarah Aarons说。在美国殖民阿拉斯加后,“我们被迫为村庄选择一个地点,大多数都在沿海地区。这让我们很容易受到海平面上升和海冰消融的影响。”

  美国政府问责办公室2009年的一份报告称,阿拉斯加几乎所有的213个土著村庄都面临海岸侵蚀的危险。

  今年,一场前所未有的北极热浪(研究人员称人为造成的气候变化使热浪的发生几率达到之前的600倍)使西伯利亚的气温上升到37.8℃,导致苔原火灾持续数月,加拿大仅存的埃尔斯米尔岛冰架崩塌。

  热浪还使北极周围的海冰比平时融化得更快。

  科学家们正在密切关注今年夏天剩余的时间里,这一破纪录的趋势是否会继续下去。不过,国家冰雪数据中心的气候科学家、新研究的共同作者Julienne Stroeve说,2020年是否会成为史上最炎热的年份并不是真正的关键问题。

  “我们永远回不到上世纪八九十年代的状况。海冰不会复原,期间会有起伏,但考虑到现在的气候条件,我们永远回不到过去的样子,”她说。

  很久之前的先例?

  对许多科学家来说,最大的问题是:夏季海冰什么时候会完全消失,其消失将如何影响整个地球?

  北极海冰对气候和天气的影响远超出北极地区。海冰明亮的白色可将太阳热量反射回大气层,同时还能隔离下方的海洋。寒冷的北极和炎热的热带之间的温差驱动着风和洋流,进而影响全球的天气。

  为了更好地预测北极的未来,科学家们一直在寻找过去的类似情况。Guarino和同事们特别关注了曾经的一个时期。

  大约13万年前,当地球走出冰河时代后,进入了一个甚至比我们现在所处的时代还要温暖的间冰期。冰河时代的周期循环由地球轨道形状的变化和地轴的倾斜角度推动,当时北半球更直接地向太阳倾斜,使得更多的太阳热量到达高纬度地区的表面。

  然而,上次间冰期的气候变暖特别剧烈:北极的平均气温比工业革命前高出了4-5℃,海平面至少高出了5.4米。

  来自北冰洋底部的沉积物岩心的证据表明,当时的夏季海冰比如今少得多,甚至根本没有。目前的大多数气候模型都难以再现这种海冰减少以及北极总体的剧烈升温情况。

  现在,英国气象局的哈德利中心开发了一种可以模拟上述情况的模型。研究人员做出的关键调整之一是精确地描绘出在炽热的太阳的照射下海冰表面形成的小水洼。

  水比明亮的、反光的冰更暗,而且水更容易吸收太阳的热量。因此,一旦海冰表面形成小水洼,就会加速海冰的融化。最近,科学家观察到这样的水洼加速了格陵兰岛和南极洲陆地冰原的融化。Guarino和同事们称,在上一次间冰期期间,北极发生了同样的事情。

  科学家们将融化的水洼和其他物理因素加入上述模型后,最终生成了一个完全没有夏季海冰的北极。在没有夏季海冰的冷却作用的情况下,模型中的北极就像数据显示的上一次间冰期的北极一样温暖。

  反过来,该模型能复现出上一次间冰期,表明该模型对未来的预测是可信的。当科学家用这个模型模拟未来时,发现到2035年北极海冰将几乎完全消失。

  这比许多预测都要早,但也在其他预测的范围内,目前看来海冰会更早消失的预测似乎更加现实。

  “现在,有一种可信的物理机制告诉我们,北极可能会迅速朝这个方向发展,” 普林斯顿大学的气候科学家Jesse Farmer说,他没有参与这项研究。

  适应现实

  Stroeve说,即使采取积极的行动,在北极到达夏季海冰消失且不再出现的临界点之前,逆转这一趋势也不太可能。

  她说,这绝不是放弃采取阻止未来气候变暖措施的理由,只是现实地看待问题。

  阿拉斯加原住民这样做已经有一段时间了。海冰的消失已经影响了他们捕食的鱼类、海豹或鲸鱼的时间和数量。这也不全是坏事:在阿拉斯加州的一些地区,尤其是更靠近波弗特海的地方,不断变化的海冰对捕鲸者更有利,至少现在是这样。

  “对于一些捕鲸船船长来说,他们只是微笑,说我们喜欢现在的状况:现在的鲸都很肥,”阿拉斯加Ukpeaġvik Iñupiat Corporation的科学联络人 Kaare Siquak Erickson说。

  对Aarons来说,目前的情况很久以前就出现了,现在的问题是有关未来的。“生活在这些地区的人们已经开始思考未来的北极将会是什么样子,以及我们应如何调整我们的生活方式,”Aarons说。“我们知道如何适应,如何支持我们的家乡。”

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