北极地区的升温速度几乎是世界其他地区的四倍。
一项研究发现，随着气温升高，覆盖北极的永久冻土——冻结的土壤——正在融化，导致湖泊排干。
这些湖泊是北极生态系统的基石，为当地原住民社区、产业和物种提供重要的淡水来源。
研究人员表示，减少化石燃料排放将有助于遏制湖泊消亡，并保护永久冻土。
一项新研究显示，北极湖泊正在干涸。
这一发现为全球气候形势敲响了新的警钟。
北极并不陌生于失去。随着该地区升温速度几乎是世界其他地区的四倍，冰川崩塌、野生动物受损，栖息地也以创纪录的速度持续消失。
永久冻土融化的速度甚至比我们这个研究群体预想的还要快。
新研究显示，过去20年间，环北极地区的湖泊面积缩小或完全干涸。该地区包括加拿大、俄罗斯、格陵兰、斯堪的纳维亚半岛北部以及阿拉斯加。
这些发现为大规模干涸的原因以及如何减缓湖泊消失提供了线索。
北极湖泊意外衰退
这些正在消失的湖泊是北极生态系统的基石，为当地原住民社区和产业提供重要的淡水来源。包括候鸟和水生生物在内的受威胁和濒危物种，也依赖湖泊栖息地生存。
湖泊衰退令人意外。科学家原先预测，气候变化最初会因地冰融化带来的地表变化而扩大苔原湖泊，随后在21世纪中叶或22世纪才会干涸。
然而，情况似乎是，永久冻土融化可能会使湖泊排干，其影响超过湖泊扩张效应。永久冻土是覆盖北极的冻结土壤。佛罗里达大学生物学系博士后研究员、该研究的主要作者伊丽莎白·韦布在发表于《自然·气候变化》的研究中指出。
韦布及其同事推测，永久冻土融化可能通过形成排水通道、加剧土壤侵蚀并使土壤流入湖泊，从而缩小湖泊面积。
韦布说：“我们的发现表明，永久冻土融化的速度甚至比我们这个研究群体预想的还要快。这也说明，该地区未来很可能会出现更多景观尺度的排水现象。”
有违直觉的发现
研究还发现，除了气温升高，秋季降雨增加也会导致永久冻土退化和湖泊排水。
韦布的导师兼研究合著者杰里米·利希斯坦说：“降雨增加会减少地表水，这似乎有违直觉。但科学文献中早已有对此现象的物理解释：雨水会将热量带入土壤，加速永久冻土融化，并可能打通地下通道，使地表水排走。”
如果永久冻土加速融化是罪魁祸首，那可不是好消息。北极永久冻土是储存有机质和使地球升温气体的天然仓库。
韦布说：“永久冻土中的土壤储存的碳几乎是大气中碳含量的两倍。大量正在进行的研究表明，随着永久冻土融化，这些碳可能以甲烷和二氧化碳的形式释放到大气中。”
“滚雪球已经开始了”
这些发现也带来一线希望。此前的湖泊动态模型预测湖泊会扩张，从而融化周边永久冻土。但由于湖泊正在干涸，湖泊附近的永久冻土可能不会融化得那么快。
韦布说：“目前还无法明确权衡利弊的具体情况，但我们确实知道，湖泊扩张造成的碳损失比周边地区高出多个数量级。”
为得出这些结果，韦布的团队利用卫星数据识别北极地表水变化的大趋势。韦布说，卫星影像也称遥感，有助于回答大尺度问题。
韦布说：“我非常喜欢遥感技术的一点是，它能帮助我们回答那些看似大到不可能解决的问题——如今我们已经有能力回答这些问题。直到过去五到十年，我们才拥有完成这项工作的计算能力和资源。”
研究团队采用机器学习方法，考察导致湖泊面积变化的气候变化机制。他们利用大量卫星图像分析地表水流失模式，从而能够分析数十年来北极各地的数据。
他们的研究依托功能强大的程序，包括谷歌地球引擎，以及佛罗里达大学的 Python 平台HiPerGator 超级计算机，用于查询大型数据集并运行模型。
韦布最初着手研究的是一个完全不同的主题：北极反照率，也就是地表反射率。韦布早期的研究表明，地表水是反照率变化的重要驱动因素，但她一直难以找到详细解释地表水为何发生变化的研究。“我写了那篇我希望在反照率研究中引用的论文，”她说。
近期研究表明，要遏制湖泊消亡，保护永久冻土的最佳方式或许是减少化石燃料排放。减少碳排放有助于限制全球气温升幅，让地球重回正轨。
韦布说：“滚雪球已经开始了。”她表示，我们需要立即采取行动，减缓这些变化。“继续照现在这样做下去是行不通的。”
韦布的研究由佛罗里达大学自然资源与环境学院及美国国家航空航天局 FINESST 奖学金资助。其他合著者来自佛罗里达大学、伍德韦尔气候研究中心、科尔盖特大学和康涅狄格大学。
