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北极的冰快化完了

2018-05-30 20:17:09       来源: 中国青年报

一只到达浮冰的北极熊 视觉中国供图

在一片细碎的浮冰中,一只北极熊费力地向前游着。它试图趴在其中一块上,但这些浮冰都太小了,无法承受它的重量。它已经不间断地游动了数十公里,却找不到一块能让自己休息的冰面。

这样的场面常常被北极科考人员的镜头捕捉到,但在更多时候,人们只是在海岸边找到北极熊的尸体。尸检结果显示,这种善于游泳的生物死于溺水。

因为北极的冰川不断融化,北极熊不得不跋涉更远的距离寻找食物。至少从本世纪初开始,这个距离已经超过了北极熊体力所能支撑的范围,它们最终筋疲力尽地溺死在茫茫大海之中。

长达半年的白天与黑夜轮流统治这片北纬66度以北的地域,它包括覆盖北冰洋的大冰盖和周围的冻土带,包含丹麦、加拿大、俄罗斯、挪威、瑞典、芬兰、冰岛、美国8个国家的部分国土。

根据美国国家航空航天局(NASA)的观测数据,在过去40年里,北极夏季海冰面积减少了近一半,只剩下约350万平方公里。从事北极气象研究的美国罗格斯大学气候学家、美国气象学会会员珍妮弗·弗朗西斯最新的研究结果则预测,2040年前的某个夏天,北冰洋上的冰层可能完全消失。

“这可能摧毁整个北极的生态系统。” 弗朗西斯说,“这会直接导致全球海平面上升,影响全球的生态和气候系统。”一个无冰的北极带来的后果,可能是人类难以承受的。

北极比北京还暖和

3个月前,拿到北极气温分布图时,弗朗西斯愣住了。根据计算机的测算,北极点附近被标注为绿色,这意味着北极此时的气温已经高于0摄氏度。而在同一时间,北京、莫斯科、多伦多等城市的平均气温都在0摄氏度以下。

那本该是一年中北极最冷的时候。经历了近半年的极夜,北极已经很久没有被阳光照射了,往年这个时间,它的平均气温都在零下30摄氏度左右。弗朗西斯查阅了挪威、丹麦等地研究所成立以来的数据,发现这是史上从来没有过的。

这个结果并不让她感到意外。作为较早做北极气象研究的学者之一,她一直关注着北极的海冰情况。“目前北极海冰的体量仅为20世纪80年代的四分之一。”她在论文中写道,“而我们领域的科学家原本推测,至少要到本世纪中叶,北极海冰的体量才会减少到这个程度。”

过去的3年时间里,她目睹北极的气象纪录一项一项被打破:北极的气温、北极地区地表冰层的融化程度、北极海冰的减少量……每一项结果都远比过去学界对北极气候的模拟结果要严峻。

2003年,她曾和全球其他24名科学家参加了一场有关北极气象环境系统的研讨会。那时,她正在针对北极与全球气候变化的联系建立模型。当她忧心忡忡地拿出研究数据,发现其他学者研究洋流、温度、大气的数据都能与自己的研究结果相互印证。

“北极的整个气象环境系统正在朝岌岌可危的方向演变,阻止这种变化趋势的可能性微乎其微。”弗朗西斯说。更让她沮丧的是,他们从不同的方向研究北极,这些方向之间存在着内在联系,所有的数据都指向了同一个结果。

类似的情况也在南极出现。研究人员测算,现在南极大陆上冰盖融化对海平面上升的贡献是每年0.3毫米。

经过反复地研究与计算,弗朗西斯在2005年发表论文,预测北冰洋上的冰层可能在本世纪末的某个夏季完全消失。

这个结论曾在当时引起轩然大波。自文明诞生以来,人类这个年轻的物种还从未经历过这样的情形。气候研究结果显示,距今约12.5万年前,北极曾经出现过比现在稍暖的情况,当时的海平面比现在的要高4~6米,今天纽约、上海所在的地方都沉没在海水中。

现在的情况不比那时乐观多少。根据政府间气候变化委员会(IPCC)的观测,全球海平面的上升速度为每年3~6毫米,这个速度还在不断加快。由于气候变暖,格陵兰地区的冰盖逐渐融化,包括挪威、俄罗斯在内的国家的冻土也开始消融,建在上面的建筑物发生垮塌,道路弯曲变形,树木也纷纷倒下。

弗朗西斯最近的研究结果让她“彻夜难眠”:北极在夏季出现冰层全部融化的情况很可能在2040年前发生,10多年前预测的倒计时一下子提前了60年。

北极“空调”瘫痪了

在北极异常“高温”的同时,整个北半球大陆地区都在经历寒潮或极端天气。中国北京、美国明尼苏达州、美国密歇根州等地在今年4月迎来大雪,美国西部地区出现严重的干旱和异常的高温。

老一辈有关天气的俗语“七九河开,八九燕来”和二十四节气口诀失效了,作物也因为极端天气欠收。即使是看似遥远的亚热带沿海城市,也更频繁地受到飓风威胁。

“如果北极继续变暖,我们将更频繁地遭遇极端天气。气候变化是全球性的,没有任何国家或城市可以幸免。”弗朗西斯说。北极地区的气温能够影响到50千米高空的大气环流,而这个高度的大气环流则控制着北半球天气的形成和发展。

研究北极的科学家习惯把极地比作整个星球的“空调”,它能容纳一定范围内的气候变化,调节温度、湿度、天气。但在经历比正常时候高30摄氏度的“酷暑”时,它瘫痪了。弗朗西斯近年的研究甚至认为,现在北极的情况还会放大天气的极端程度。

因为气候变暖,北极地区的生态系统也遭遇威胁。高纬度地区的苔原提前变绿,虫卵早熟,迁徙的鸟类因此错过觅食时间。海冰缩减导致北冰洋海域浮游生物聚集,越来越多的国家和商业公司涌入北极,争夺自然资源。

目前学界的主流观点是,温室效应是造成北极冰川融化的重要原因,而这主要是人类的活动造成的。世界气象组织(WMO)发布的温室气体公报显示,到2016年年底,全球大气二氧化碳浓度达到80万年以来的最高值,约为第一次工业革命前的1.5倍。

由于气候系统对此响应要晚于二氧化碳浓度的变化,没有人能确切地估计将来气候的变化。“北极会是一个观察的窗口。”弗朗西斯说,“目前的状况很不乐观。北极经历了一系列很可能不可逆的变化。”

她把北极比作地球气候系统的“金丝雀”,因为北极地区对气候的变化非常敏感。过去煤炭工人下井前,都是先放入金丝雀,判断人类能否在井中存活。

“更糟糕的是,一旦北极开始变暖、海冰融化,这个趋势会进一步加剧。”这位学者说。白色的海冰本来能够反射光线和热量,但当冰层融化,深色的海洋水体会吸收更多热量,融化更多海冰。北极温度的升高还会让大气环流从低纬度地区带来热量,使北极的温度继续升高。

北极暴暖,多地大寒

在格陵兰岛的最北端,气象观测员写下长达61小时温度高于0摄氏度的记录。天气好的时候,那里的海员只需要穿白衬衣和海军制服就足够御寒。“北极暴暖,多地大寒”成为气象学界近年的热点问题。

大约从2009年开始,人们以为全球变暖的速度减缓了——冬天越来越冷,各地气象观测站记录也显示,最近10年温度升高的速率只有1950年时的一半。学界开始反思,气候变暖是否因为人类活动导致,我们还有没有必要加紧减排温室气体。

这种怀疑一直到2017年年末才有了答案。因为南、北极观测站数量极少,过去的统计是不完全的。如果把两极的气温纳入计算,全球变暖的趋势并没有缓解,这同时说明,极地变暖的速度远超全球变暖的速度。

对脆弱的地球气候系统来说,一点点温度变化都是致命的。全球平均地表温度上升1~3摄氏度时,夏季北极海冰将消失,格陵兰岛厚度上千米的冰盖发生不可逆的融化;如果温度上升超过5摄氏度,冬季北极海冰也将消失,多年冻土融化,大量甲烷等温室气体释放到空气中。

从1988年政府间气候变化委员会成立起,学界和政界多次形成气候评估报告,2015年《巴黎协定》将2摄氏度升温目标正式纳入具备法律效力的国际条约。但2017年6月,美国总统特朗普宣布退出《巴黎协定》。

由于北极圈内存在大量矿产和油气资源,各国对北极资源的争夺越来越激烈。为了夺回因苏联解体而存在争议的地域,俄罗斯多次向联合国大陆架委员会提交仲裁,还派驻了现役最大轰炸机执行巡航任务。

“如果不扭转北极变暖的趋势,他们到头来可能什么都得不到。”弗朗西斯说。在她眼里,北极的将来“阴晴不定”,目前的变化是否可逆、负面的影响能否消除在学界仍有争论。

“只能说,如果人类可以快速作出响应,减少温室气体排放,这个变化的幅度和速度还是有可能降低的。除此以外,我们能做的也许只是随时准备应对极端情况的出现。”

106年前,泰坦尼克号撞上冰山沉没。如果它在北极冰层消失的日子驶过北大西洋,数千条生命将幸免于难。但对这个地球上的绝大多数生物来说,拥有一个无冰的北极,绝对不是幸运。

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