北冰洋:冬季海冰为何停滞,以及它对世界其他地区意味着什么

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Sea ice has been rapidly disappearing for 40+ years.Image: REUTERS/Natalie Thomas
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  • 气候变化正在使多年冰减少,即在较温暖的夏季月份中仍然保留下来的海冰。

  • 在20世纪80年代,拉普捷夫海约三分之二的海域覆盖着约60万平方公里的多年冰;到2020年,已无任何多年冰。

  • 融化的永久冻土会释放甲烷,这是一种温室气体,其增温效应约为二氧化碳的84倍。

北极海冰在地球能量平衡中发挥着关键作用。它在一年中的大部分时间被积雪覆盖,而积雪是地球上反射率最高的天然表面,能将照射到它上面的约80%的太阳辐射反射回太空。

与此同时,海冰所漂浮的海洋则是地球上颜色最深的天然表面,能吸收入射太阳辐射的90%。因此,海冰覆盖范围的变化对地球吸收多少阳光以及升温速度有着重大影响。

每年,北冰洋都会有一层薄冰冻结,形成海冰。春季和夏季,海冰又会融化,但部分海冰会在夏季留存下来,被称为多年冰。它比每年形成和融化的海冰更厚、更具韧性;然而,随着北极气候以远超全球其他地区两倍以上的速度变暖,这些多年冰正面临威胁。远超两倍的速度变暖,这些多年冰正面临威胁。

在过去40年里,多年冰已缩减了约一半。科学家预计,在未来几十年内的某个时候,全球将看到北冰洋在整个夏季无冰的景象,这将给气候系统的其他部分带来令人担忧的后果。2020年,这一前景变得更加接近,部分原因是俄罗斯北极地区遭遇了异常严重的夏季热浪。

关闭海冰“工厂”

海洋具有很大的热容量,这意味着它们能够储存大量热能。事实上,海洋最上层一米的热容量与整个大气层大致相当。许多人都有过这样的体验:秋季在海岸边度过一个温暖的下午,而内陆的气温却仅比冰点高几度。这是因为海洋在夏季缓慢积累热量,并在冬季同样缓慢地释放热量。

拉普捷夫海也是如此,它位于西伯利亚海岸以北。北冰洋的这一区域通常是秋季和冬季新海冰的“工厂”:当气温降至零度以下、表层海水开始结冰时,便会产生新冰。这些新冰会在持续的离岸风作用下,像传送带一样向西输送。

拉普捷海位于西伯利亚北部海岸附近。Image: NormanEinstein/Wikipedia,

这一过程由开阔水域(polynya,即被海冰包围的开阔水域)的形成所驱动。冰间湖通过与较冷的大气交换热量,促使海水结冰,从而成为新海冰生成的“引擎”。但如果起初没有海冰,冰间湖便无法形成,整个过程也就随之停止。

2020年,拉普捷海的海冰达到历史最低水平,直到10月仍无新冰形成,这比卫星记录中以往任何一年都要晚卫星记录。西伯利亚地区异常严重的夏季热浪,很可能导致热量在邻近海域中积聚,目前这正在延缓海冰的重新生长。

在20世纪80年代,拉普捷海约三分之二的海域曾覆盖多达60万平方公里的多年冰。到2020年,该海域已有数月无冰,多年冰则完全消失。整个北冰洋未来正朝着无冰状态发展,即冰盖面积不足100万平方公里。而就在40年前,这一面积约为800万平方公里。今年拉普捷海冰形成延迟创下新纪录,这使无冰状态又近了一步。

北极正在迅速变化,这引起了全球的关注。融化的永久冻土会释放甲烷,这是一种温室气体,在20年时间尺度上测算,其增温效应约为二氧化碳的84倍。

与此同时,格陵兰冰盖是北半球最大的冰体,目前对海平面上升的贡献超过其他任何来源,其所含冰量足以使全球海平面上升7.4米。即便变暖的北极变化看似遥远,有证据表明,北半球大部分地区的天气也深受这片快速变化的“世界屋脊”的影响。北半球的天气也深受这片快速变化的“世界屋脊”的影响。

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