随着北极海冰萎缩,我们所有人都受到保护。是时候行动了

The crew of the U.S. Coast Guard Cutter Healy, in the midst of their ICESCAPE mission, retrieves supplies for some mid-mission fixes dropped by parachute from a C-130 in the Arctic Ocean in this July 12, 2011 NASA handout photo obtained by Reuters June 11, 2011. Scientists punched through the sea ice to find waters richer in phytoplankton than any other region on earth. Phytoplankton, the base component of the marine food chain, were thought to grow in the Arctic Ocean only after sea ice had retreated for the summer. Scientists now think that the thinning Arctic ice is allowing sunlight to reach the waters under the sea ice, catalyzing the plant blooms where they had never been observed. REUTERS/Kathryn Hansen/NASA
The Arctic summer ice is shrinking each year. If it goes, the effects on our climate will be catastrophicImage: REUTERS/Kathryn Hansen/NASA
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每年一月,我们中的许多人都会思考,有哪些旧习惯可以摒弃,又有哪些新事物可以引入我们的世界。北极科学家则以另一种方式思考:我们如何保留旧有之物,并更好地理解新生之物?

当然,我们谈论的是海冰,而不是我们的吸烟或饮酒习惯(好吧,我们有时也会想到那些)。我们世界中的老冰至关重要。没有它,全球社会就无法维持或保护我们珍视的事物。

我们这么说是什么意思?你为什么应该关心?

简单来说,老冰就是多年冰。它在北冰洋中存在已超过一年。

但老冰的面积正在急剧萎缩,除非我们减少排放,否则几乎肯定会全部消失。没有海冰的北极就像没有屋顶的房子。不过,在这种情况下,这座房子非常大,覆盖着我们世界的顶端。

多年冰是北极系统的关键组成部分,因为它比年轻的冰更厚、更坚固。它不仅控制着北极其余所有海冰的动态变化,还通过限制进入水体的光照量影响北极生态系统。光照分布的改变会扰乱浮游植物等海洋生物的繁殖周期,并对包括渔业在内的区域食物网造成巨大压力。

与其他古老的事物一样,多年冰过去能够挺过夏季融化。但夏天正变得越来越暖和。北极的变暖速度是全球平均水平的两倍多(即北极放大效应),老冰正在融化。它正被年轻的冰(冬季形成)所取代,而这些冰较薄,无法挺过夏季融化。多年冰的持续流失是北极放大效应背后的关键因素。当北冰洋被冰覆盖时,80%的阳光会被反射回太空;而在开阔水面下,海洋会吸收80%的阳光。

多年冰越少,北极通过将阳光反射回太空来调节全球气候的能力就越弱。没有冰,或者冰非常薄时,北冰洋反而会吸收太阳热量,这会抑制次年冬季的结冰,于是恶性循环持续下去。冬末时,冰层更薄,也更容易融化,这正是我们所看到的大规模消融的原因。

因此,衡量全球气候系统韧性的一个良好指标,是评估还剩下多少多年冰。

问题在于,它正在迅速消失。北极正处于危机之中。

北极冰层流失的规模已达到危机临界点Image: Arctic Basecamp

夏季没有海冰,我们就失去了北极大部分将阳光反射回太空、保护地球的能力。这可能会显著加速全球气候变化,并增加对其他地区粮食和水安全产生影响的风险,还会加剧海平面上升和极端天气事件。我们知道,仅2018年,极端天气事件就造成了3200亿美元的损失。我们还知道,极端事件的频率和影响会随着世界变暖而增加。事实上,研究表明,许多极端事件确实与北极的变化有关。因此,当全球专家将极端天气列为全球头号风险时,他们实际上是在谈论北极变化的危害。

为什么北极海冰会如此显著地减少?研究表明,海冰减少与二氧化碳排放之间存在强烈而直接的相关性。事实上,我们每向大气中排放一公吨二氧化碳,就会再损失三平方米的海冰。这听起来或许不多,但日积月累便十分可观。为便于理解,我们可以将国家层面的排放与之联系起来。美国、加拿大、澳大利亚和沙特阿拉伯等国是人均海冰损失的最大贡献国之一,其中卡塔尔位居榜首。

哪些国家的人口造成了最多的夏季海冰损失?Image: Stroeve & Notz (2018)

将排放量前四大排放国的排放折算为2017年北极海冰损失:

美国:53亿吨二氧化碳 = 16,000平方公里海冰损失(相当于华盛顿特区面积的90多倍)

欧盟:35亿吨二氧化碳 = 10,500平方公里海冰损失(相当于巴黎面积的100倍)

中国:100亿吨二氧化碳 = 30,000平方公里海冰损失(相当于香港面积的10多倍,或约等于比利时的面积)

印度:25亿吨二氧化碳 = 7,500平方公里海冰损失(相当于德里面积的五倍)

正如我们现在所知,全球排放量仍在持续上升。最新估算来自《2018年全球碳预算》显示全球年排放量增长超过2%。这将对北极海冰产生物理影响。

让我们仔细看看2018年的数据。去年,全球共排放了371亿吨(Gt)化石源二氧化碳。若折算为海冰损失,相当于111,000平方公里,几乎是瑞士面积的三倍。按2018年各国排放量计算,中国的排放贡献增长了4.7%,美国增长了2.5%,欧盟下降了0.7%,印度增长了6.3%。

我们也可以从另一个角度审视我们的责任。以煤炭为例加以说明。全球最大投资者贝莱德(Blackrock)持有4亿吨动力煤。煤炭的碳含量差异相当大,但我们可以假设贝莱德所持煤炭的平均碳含量为70%。这相当于约10亿吨(1 Gt)二氧化碳,折合为3000平方公里的海冰损失。这意味着一年内的冰层损失大约相当于上海的面积,即6,340平方公里。

北极是+1.5°C目标重要性的典型例证,该目标是在2015年巴黎联合国气候变化大会(COP21)通过的。简而言之,如果世界能够将全球变暖控制在+1.5°C的上限之内,我们就能保住北极夏季海冰,并很可能避免全球范围内一些最严重的气候影响。但一旦全球气温超过这一限值,我们很可能会失去夏季海冰,从而在全球范围内引发对经济和社会的严重后果,包括中纬度地区极端天气增加。

人们常问科学家北极冰层何时会消失。然而,问题不在于时间,而在于我们向大气中再排放多少二氧化碳。只需再排放8000亿吨二氧化碳,北极冰层就将消失。按目前的年排放量,即每年350亿至400亿吨的排放速度,我们保护北极夏季海冰的时间窗口正在迅速关闭。

在2018年气候大会上——COP24——克里斯蒂安娜·菲格雷斯(Christiana Figueres),联合国气候变化框架公约前执行秘书,以及100多名共同作者和联署人,列出了下一步需要采取的详细计划。加强《巴黎协定》下的目标是唯一的前进道路。从北极海冰的角度来看,《巴黎协定》意味着有海冰与无海冰之间的差别。

幸运的是,这一切在经济上都很有意义。经济研究表明,“北极永久冻土融化和海冰消融所驱动的气候变化加速,在当前照常发展路径下,未来三个世纪可能使全球经济损失额外增加多达130万亿美元。若将全球变暖限制在1.5°C,额外成本将降至10万亿美元以下。”

北极夏季海冰至少已存在数千年,甚至更久。如果我们不尽快扭转二氧化碳排放曲线,它可能很快就会消失。北极科学家可以提供关于北极变化和全球风险的事实与可靠预测。解决方案必须来自政界、商界和民间社会。

本文作者将于2019年达沃斯论坛期间设立一个北极基地营。在此了解更多。

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