北极升温速度几乎是世界其他地区的四倍。我们应该有多担忧?

Melting sea ice is contributing to the Arctic warming much faster than the rest of the world.
Melting sea ice is contributing to the Arctic warming much faster than the rest of the world.Image: Unsplash/William Bossen
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  • 一项新研究显示,过去43年间,北极升温速度几乎是世界其他地区的四倍。

  • 这意味着,如今该地区的平均气温比1980年高约3°C。

  • 气温上升主要是海冰融化所致——海冰消融使海洋失去抵御太阳辐射的屏障,而海洋变暖又会加剧海冰流失。

  • 气温进一步升高可能导致北极永久冻土融化,并可能释放足够的碳,使全球平均气温上升逾3°C。

地球气温约比工业革命初期高1.1℃。这种升温并不均匀,有些地区升温速度快得多。北极就是其中之一。

一项新研究显示,过去43年间,北极升温速度几乎是世界其他地区的四倍。这意味着,北极平均气温比1980年高约3℃。

这令人担忧,因为北极拥有敏感且微妙平衡的气候组成部分,一旦承受过大的压力,就会引发全球性后果。

为什么北极升温速度快得多?

很大一部分原因与海冰有关。海冰是一层薄薄的海水(通常厚1至5米),冬季冻结,夏季部分融化。

海冰表面覆盖着明亮的雪层,可将约85%的入射太阳辐射反射回太空。开阔海洋的情况恰恰相反。作为地球上颜色最深的天然表面,海洋会吸收90%的太阳辐射。

被海冰覆盖时,北冰洋就像一张巨大的反光毯,减少对太阳辐射的吸收。随着海冰融化,海洋吸收率上升,形成正反馈循环:海洋迅速变暖会进一步加剧海冰融化,进而促使海洋升温得更快。

这一反馈循环是所谓“北极放大效应”的主要成因,也解释了为什么北极升温速度远高于地球其他地区。

尽管北极放大效应的幅度因地区而异,但观测到的北极升温速度远高于模型所显示的水平。Image: Nightman1965/Shutterstock

北极放大效应是否被低估?

数值气候模型已被用于量化北极放大效应的幅度。模型通常估算其放大比率为约2.5,这意味着北极升温速度是全球平均水平的2.5倍。根据过去43年的地表气温观测记录,这项新研究估算北极放大率约为4。

气候模型很少得出这么高的数值。这表明,模型可能未能充分捕捉导致北极放大效应的完整反馈循环,因此可能低估未来北极升温及其伴随的潜在后果。

我们应该有多担忧?

除了海冰,北极还有其他对升温极其敏感的气候组成部分。如果承受过大的压力,它们也会引发全球性后果。

其中之一是永久冻土——地球表面一层(如今已不那么)永久冻结的土层。随着北极气温升高,每年夏季融化的最上层土壤,即活动层,会逐渐加深。这又会增强活动层中的生物活动,导致碳释放到大气中。

北极永久冻土含有足以使全球平均气温上升逾3℃的碳。如果永久冻土融化加速,就可能出现失控的正反馈过程,通常称为“永久冻土碳定时炸弹”。此前储存的二氧化碳和甲烷释放出来后,会导致北极进一步变暖,继而加速未来的永久冻土融化。

另一个易受气温升高影响的北极组成部分是格陵兰冰盖。作为北半球最大的冰体,它所含的冰如果完全融化,足以使全球海平面上升7.4米。

此前储存的二氧化碳和甲烷释放出来后,会导致北极进一步变暖,继而加速未来的永久冻土融化。Image: MainlanderNZ/Shutterstock

当冰盖表面的融化量超过冬季积雪累积速度时,冰盖的质量就会入不敷出。一旦超过这一临界点,冰盖表面就会降低。这会加快融化速度,因为海拔越低,气温越高。

这一反馈循环通常称为小冰盖不稳定性。早期研究指出,要越过这一临界点,格陵兰周边气温需比工业化前水平升高约4.5℃。鉴于北极升温速度异常之快,跨越这一关键临界点的可能性正迅速增加。

尽管北极放大效应的幅度因地区而异,但观测到的北极升温速度远高于模型所显示的水平。这使我们危险地接近一些关键气候临界点,一旦越过,就会造成全球性后果。任何从事这些问题研究的人都知道,北极发生的事情不会只留在北极。

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