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冰 → 水:“冫” 出走的三个原因

如今在海洋中积累的热量比过去要多得多,因此海洋在秋季的增长魔术已经完全被打破了。图源pixabay.com
 
撰文 | Mark Serreze(科罗拉多大学波尔多分校国家冰雪数据中心主任及地理研究教授)
 
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随着太阳在地平线之下的时间越来越长,北极地区每年漫长的黑暗时光逐渐开启。通常在这时,西伯利亚的北冰洋海岸就会开始被海冰覆盖,海面逐渐被冰封。
 
但这一切在今年却有所不同——现在,这片水域的许多地方仍然是开放的,不见海冰的“身影”。
北极地区海冰范围变化的年度比较。| 图片来源:Zack Labe/Twitter via The Conversation
 
Mark Serreze 教授是一位资深的北极气候科学家,他自2008年开始担任美国国家冰雪数据中心(NSIDC)主任。从那时起,他一直在研究北极地区自上世纪80年代起不同寻常的转变,敏锐地察觉到了今年这一异常现象。他相信,如今海洋中累积的热量比过去要多得多,因此海冰在秋季的增长模式已经完全被打破。
 
他认为,想要了解今年北极海冰为什么出现这样的情况,以及为什么这是一个值得关注的问题,我们可以回顾一下今年夏季的北极地区和北冰洋。
 
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Serreze教授提出了三个主要原因,来解释今年秋天海冰增长的异常情况。
 
原因一:西伯利亚38℃的夏季
 
自1979年起,卫星观测开始提供覆盖整个北极地区的温度数据。对北极来说,今年夏天是自1979年有观测记录以来最热的一个夏天。6月,西伯利亚热浪将俄罗斯维尔霍扬斯克(Verkhoyansk)的气温推高到38℃(100℉),这是有记录以来的第一次。
 
反常的高温在北极大部分地区持续了数周。在这种热量的影响下,今年北极海冰的融化季开始得很早,大面积海冰早早融化。海冰的消融随即开启了一个反馈过程:随着更具反射性的海冰消失,更暗的开阔海面逐渐暴露,这样的海面更容易吸收来自太阳的热量,从而加剧了更多海冰融化。到了7月中旬,沿俄罗斯海岸的北海航线基本上是无冰的状态。
 
除此之外,在北极地区大西洋的一侧,今年的开放水域延伸到了北极点5度的范围以内。俄罗斯破冰船Arktika在试航时发现,它能一路轻松地驶向北极点。这次航行原本的目的之一是测试这艘核动力船处理厚冰的能力,但是实际上,试航沿路的大部分海冰并不是人们设想的那种3米厚的冰,而是松散的浮冰,它们只有1米多厚,因此破冰船几乎没有受到来自冰的阻力。
 
这或许对航运业来说是个利好消息,但对全球其他地区来说,绝对是个坏消息。
 
原因二:来自水下的温度
 
温暖的夏季只是今年海冰异常的其中一部分原因。
 
北冰洋海域的水体相对来说很复杂。来自大西洋的更温暖的水流在巴伦支海流入北极地区。这种来自大西洋的水体通常更加温暖,盐度也更高,因此它们通常会位于北极原本冰冷的表面水之下,处于相对深一些的位置。原本这一深度是相对稳定的,但是,近来大西洋的水体却在缓慢上升。这个过程被一些科学家称为 ”大西洋化”(Atlantification)。
 
大西洋海水中的热量会进一步阻止海冰的形成,并从下方融化已有的海冰。也就是说,现在海冰不仅会受到来自上方变暖的大气的“攻击”,还要承受来自下方温暖海洋的 “偷袭”。真是祸不单行!
 
虽然现在科学家仍然在努力研究清楚导致“大西洋化”的所有过程,但这种现象正在切实地发生,并且很有可能会进一步增强。
 
原因三:气候变化对海冰的冲击
 
而这所有一切的背景,其实是全球气候变化。
 
几十年来,随着全球气温的升高,北极海冰的范围和厚度一直在下降。今年9月,当海冰达到年度最小范围时,其数据是有记录以来次低的,仅次于2012年的历史最低值。今年如果海冰要再次形成,北冰洋的上层需要“摆脱掉”它在夏季收集到的多余热量。
北极海冰范围随时间变化曲线。| 图片来源:NSIDC
 
事实上,海冰范围的区域性异常模式每年都不同,这反映了温度和风等因素的区域性模式带来的影响。但如今,随着全球气温的上升,它带来了一种叠加效应,使得海冰整体变薄。
 
如果导致今年西伯利亚大面积的海冰消失的这种大气模式发生在30年前,它的影响应当会小得多,因为那时的海冰更具 “复原” 能力,有能力承受一定的冲击。但现在,它几乎已经变得不堪一击。
 
当北极海冰消失,海洋会吸收更多太阳辐射,全球变暖会因此被放大。北极地区表现出的变暖幅度将比全球其他地区更为严重,这就是著名的 “北极放大效应”。这将影响海洋环流和天气模式,以及北极生态系统,食物链中从浮游植物到顶级捕食者的所有环节可能都无法幸免。
 
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北极海冰的消失并没有停止的迹象。十多年前,有气候学家提出,北极海冰可能是全球气候的临界点之一。当系统到达临界点,情况便难以扭转。突破临界点后,微小的改变就会造成系统的重大变化。而这个临界点或许正在被激活的边缘。也有科学家认为,海冰不会出现一个明确的临界点。但不可否认的是,迄今为止的研究表明,海冰会继续消融,随着海冰量的不断减少,这一系统也正变得比以前更加脆弱。
 
事实上,今年北极地区发生的事件只是2020年气候变化故事的一部分。自今年1月以来,全球平均气温一直处于或接近历史最高水平;美国西部地区既炎热又干燥,并因此引发了大规模野火;南半球的澳大利亚也未能幸免于森林火灾;墨西哥湾温暖的海水助长了大西洋上更多热带风暴的出现;南北两极都出现了气候相关的异常现象……
 
如果你一直忽视气候变化并希望它会就此消失,或许现在是该关注它的时候了。
 
原文标题为 “ Where’s the sea ice? 3 reasons the Arctic freeze is unseasonably late and why it matters ”,于2020年10月28日首发于 The Conversation.
 
原文链接:https://theconversation.com/wheres-the-sea-ice-3-reasons-the-arctic-freeze-is-unseasonably-late-and-why-it-matters-148918
 
文章基于CC协议翻译,中文内容有编辑,仅供参考,一切内容以原文为准。



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