我们的湖泊冰盖消失得前所未有地快——这对我们意味着什么

melting ice in Norway
There are significant consequences if lakes continue to lose their seasonal ice cover.Image: UNSPLASH/Callum Stewart
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  • 诹访湖正在迅速失去冰盖,北半球许多其他湖泊也面临着类似问题。

  • 以下将探讨:如果北方湖泊的冰盖继续以同样的速度减少,会带来哪些生态和文化后果。

每年冬天,日本诹访湖结冰时,当地人相信,神道教男神建御名方会与他的龙一起越过冰封的湖面,去拜访女神八坂刀卖。他只在冰上留下自己的足迹,形成一道名为御神渡的正弦形冰脊。

1397年,神道教祭司开始庆祝并记录御神渡的出现。他们根据御神渡留下的裂缝走向,预测来年夏季的农作物收成。在冰况记录的前250年里,诹访湖每年都会结冰,只有三年例外,而在这三年里,该地区发生了大范围饥荒。然而,自千禧年之交以来,诹访湖仅结冰过七次。

诹访湖是北半球众多冰盖迅速消退的湖泊之一。我们的研究发现,这些湖泊结冰时间越来越晚、融冰时间越来越早,季节性冰盖持续时间因此缩短。近几十年来,许多湖泊的冰盖季节都达到有记录以来最短。

如果北方湖泊的冰盖继续以同样的速度减少,将造成严重的生态和文化后果。

北半球湖泊冰盖消失的速度前所未有。Image: 米奇·埃利亚森,作者供图

湖泊冰盖正在迅速消退

自工业革命以来,湖泊冰封期平均每世纪缩短两周以上,冰盖总面积最多减少了34%。过去25年里,冰盖消失的速度加快,湖泊失冰速度达到过去100年中其他任何时期的六倍。

包括诹访湖和北美五大湖中的密歇根湖、苏必利尔湖在内,约有15,000个湖泊开始在某些冬季保持无冰。低纬度地区和部分沿海地区的湖泊,冬季气温徘徊在0°C(淡水冰点)附近;此外,寒冷地区的大型深水湖也最容易出现冬季无冰的情况。

大型深水湖(如北美五大湖)需要持续低温,才能让湖水充分冷却并结冰。深水湖因热容量巨大,秋季降温所需时间更长。

风区长度较大的湖泊——即风吹过的水面范围较广的湖泊——往往也较晚结冰,因为它们更容易受到增强的风力影响,湖面最初形成的薄冰层也更容易被吹散。

冰盖消失为何值得关注?

苏必利尔湖是全球升温最快的湖泊之一。自1867年以来,它的冰盖持续期已减少两个多月。冰层这层“盖子”消失后,苏必利尔湖以及许多其他北半球湖泊的蒸发率可能上升,进而影响水资源供应。随着湖泊逐渐变得全年无冰,湖面与大气之间的物理屏障随之消失,蒸发可能全年发生的情况也会增加。

冰盖消失还会对湖泊生态造成全年影响。例如,春季冰层更早破裂,会带来更长的无冰水面期以及更温暖的夏季水温。

冰盖减少、气温升高和风暴增多,会将更多营养物质带入湖泊,导致夏季大范围出现蓝绿藻华,也称蓝藻水华。人们曾认为,在苏必利尔湖寒冷、深邃且未受污染的水域中,这种现象不可能发生。

在一些湖泊中,藻华变得格外浓密,减少了到达深水区的阳光。阳光减少会抑制光合作用,最终导致可用于维持水生生物生存的溶解氧浓度下降。

一些鱼类群落依赖漫长的冬季。例如,在冬季较短之后,伊利湖黄鲈产下的卵更小,幼鱼也更虚弱,成年存活率较低。开放水面季节前期对温度变化最敏感的鱼类生命阶段包括胚胎期和成鱼产卵期。此外,夏季提前到来(例如由于冰盖更早消失)可能导致产卵、觅食等关键活动的时间错位,并往往对整个食物网产生广泛影响。

减少温室气体排放并减缓气候变化,是保护湖泊冰盖、维护依赖冰盖的当地生态和文化的唯一途径。Image: (约翰娜·科霍宁),作者供图

没有湖冰的未来

随着人为气候变化导致全球气温持续升高,可能有215,000个湖泊不再每年冬季结冰,到本世纪末,近5,700个湖泊可能永久失去冰盖。包括密歇根湖和苏必利尔湖在内的大型深水湖,最有可能永久失去冰盖;如果全球气温继续上升,这种情况最早可能在2060年代出现。

我们的研究表明,近几十年来全球湖泊冰盖的减少只能归因于工业革命以来温室气体排放的增加。除了限制温室气体排放、减缓气候变化并最终保护湖泊冰盖之外,没有什么灵丹妙药。

对北方社区而言,冰盖让人们得以在冬季延续一种生活方式。无数加拿大孩子在附近的湖泊、当地池塘和自家后院的冰场学会滑冰和打冰球,就像冰球传奇人物韦恩·格雷茨基在安大略省布兰特福德时一样。更温暖的冬季使户外冰球和滑冰季缩短。

五大湖冰面覆盖范围随时间的减少。Image: Climate.gov

冰钓比赛越来越频繁地被取消,对当地经济造成广泛影响。例如,仅温尼伯湖的冬季冰钓季每年就创造超过2亿美元的收入。

冰盖越来越难以预测、也越来越不稳定,构成安全隐患,并导致北方国家冬季破冰溺亡事件增加,其中北方原住民社区面临的风险最高。

诹访湖上的冰脊是当地社区精神传统和文化不可或缺的一部分。Image: (笠原佐登惠),作者供图

最后,对生活在诹访的神道教信徒而言,保护冰盖对于延续历代神道教祭司传承下来的精神传统至关重要。按照目前的温室气体排放速度,气候预测表明,该湖在不久的将来将很少结冰,2040年之后则将永远不再结冰。

不过,如果减缓气候变化并将升温限制在1.5°C以下,建御名方就能像数百年来那样,定期越过冰封的湖面去拜访八坂刀卖。

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