北冰洋可能在2030年前无冰

The Arctic is warming twice as fast as the rest of the planet. This is due to human-caused climate change.
The Arctic is warming twice as fast as the rest of the planet. This is due to human-caused climate change.Image: Pexels/Lars Bugge Aarset
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  • 北极变暖速度是全球其他地区的两倍,并可能在2030年代夏季无冰。

  • 海冰消失将带来全球性的危险后果。

  • 这些后果包括大气环流的变化以及海洋生物活动的根本性转变。

即使我们在此期间做好减排工作,北冰洋仍可能在2030年代夏季无冰。这是《自然·通讯》(Nature Communications)上一项新研究得出的令人担忧的结论。《自然·通讯》。

关于北冰洋无冰的预测有着漫长而复杂的历史。2030年代的时间点比大多数科学家此前认为的要早(不过,比某些人错误预测的时间要晚)。我们可以确定的是,世界之巅的海冰消失不仅将是气候崩溃的标志性迹象,还将带来全球性的、破坏性的和危险的后果。

北极正经历着气候变暖,速度超过地球上其他任何地区。作为气候变化的前沿地带,许多科学家和当地原住民一直关注覆盖北冰洋大部分区域的冬季海冰。这层薄薄的海水冰膜随季节扩张和收缩,每年9月面积达到最小。

北极海冰从3月开始增长,之后直至9月不断缩小。Image: NASA

夏末留存的冰被称为多年海冰,其厚度远大于季节性海冰。它对海洋与大气之间的水汽和热量交换起到屏障作用。过去40年间,这种多年海冰的面积已从约700万平方公里缩减至400万平方公里。这一损失相当于大约一个印度的面积,或12个英国的面积。换言之,这是一个重大信号,是全球气候系统发生根本性变化最为明显、最为剧烈的迹象之一。

因此,人们投入了大量精力,试图确定北冰洋何时可能首次在夏季无冰,这一时刻有时被称为“蓝色海洋事件”,其定义为海冰面积降至100万平方公里以下。采用这一阈值,主要是因为加拿大部分地区及格陵兰岛北部较古老、较厚的冰层,预计将在北冰洋其他区域无冰之后仍长期留存。我们无法确定上一次蓝色海洋事件的确切日期,但若近期内发生此类事件,很可能意味着北极点在数千年来首次出现开阔水域。

即使北极点无冰,最厚的冰层(以粉色标示)很可能依然存在。Image: NERC极地观测与建模中心,BY-SA

预测这一情况何时可能发生的一个难题在于,海冰的模拟之所以出了名地困难,是因为它既受大气和海洋环流影响,也受气候系统这两部分之间热量流动的影响。这意味着,气候模型——即用于模拟环境的强大计算机程序——必须准确还原所有这些要素,才能精确预测海冰范围的变化。

融化速度快于模型预测

早在2000年代,一项针对早期几代气候模型的评估发现,与卫星数据所显示的实际情况相比,这些模型总体上低估了海冰损失。模型预测每十年海冰损失约为2.5%,而观测数据则接近8%。

新一代模型表现有所改善,但仍与观测结果不相符。当时,这些模型预测蓝色海洋事件将在本世纪中叶发生。事实上,最新的IPCC气候科学报告(2021年发布)对北冰洋无冰的时间点得出了相似的结论。

由于气候模型存在问题,一些科学家尝试根据观测记录进行外推,得出了这一颇具争议、且最终被证明不正确的论断,即这一情况将发生在2010年代中期。这损害了科学界的公信力,也削弱了其做出可靠预测的能力。

2030年前无冰?

最新研究的科学家采取了不同的方法,实际上是用观测数据校准模型,然后利用这一校准后的结果预测海冰减少情况。这一做法很有道理,因为它降低了气候模型中的微小偏差对海冰预测可能产生的连锁影响。他们将这类预测称为“受观测约束”的预测,并发现即使我们在此期间做好减排工作,北极最早可能在2030年夏季无冰。

海象依赖海冰生存。随着海冰融化,它们正被迫上岸。Image: outdoorsman / shutterstock

具体日期仍存在诸多不确定性——大约20年左右——这是由于气候系统中自然存在的混沌波动所致。但与以往研究相比,这项新研究仍将蓝色海洋事件最可能发生的时间提前了约十年。

为何这一问题至关重要

您或许会问:那又怎样?除了部分北极熊无法像以前那样捕猎之外,这为何重要?也许甚至还有好处,正如前美国国务卿迈克·蓬佩奥曾经宣称过的那样——夏季时,来自亚洲的船只或许能至少节省约3000英里通往欧洲港口的航程。

但北极海冰是气候系统的重要组成部分。由于海冰会大幅减少海洋吸收的阳光,据预测,海冰消失将通过一种被称为正反馈的过程进一步加速变暖。这反过来又将使格陵兰冰盖融化得更快,而格陵兰冰盖已是海平面上升的主要成因之一。

夏季海冰消失还将导致大气环流和风暴路径的变化,以及海洋生物活动的根本性转变。这些只是极其不利的后果中的一部分,可以说,其弊端将远远超过微薄的益处。

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