新研究发现,北极的变暖速度快于世界其他任何地区,这一过程被称为“放大效应”。
放大效应主要由冰层融化引起——北极地区这一过程的速度为每十年13%。
这种至关重要的反射性冰层的消失,可能导致地球全球变暖的30%至50%。
人类文明和农业大约在12,000年前、全新世早期开始出现。全新世。在此期间,我们的祖先受益于异常稳定的气候,大气中的二氧化碳浓度一直保持在280ppm左右,直到19世纪工业革命开始。
在19世纪之前,大气层顶部的入射能量与出射能量(辐射)之间的平衡(温室效应)使全球平均气温在许多个世纪中保持稳定。只有太阳辐射输出的微小变化和偶发的火山喷发,才导致了相对的增温和降温时期。例如,“小冰期”是1300年至1870年间的一个较寒冷时期。太阳辐射输出以及偶发的火山喷发导致了相对的增温和降温时期。例如,小冰期是1300年至1870年间的一个较寒冷时期。
如今,二氧化碳浓度接近420ppm,而所有温室气体正在迅速增加,原因包括化石燃料燃烧、工业生产过程、热带森林破坏、垃圾填埋场和农业。自1900年以来,全球平均气温已上升略超过1℃。
这一数字看似不大,但在此期间,北极地区已升温约2℃——速度快了一倍。
两极与热带之间的这种增温差异被称为北极(或极地)放大效应。
只要地球的净辐射平衡发生任何变化,这种现象就会发生,并导致两极附近的温度变化大于全球平均水平。通常以极地增温与热带增温的比值来衡量。
冰层融化
那么,气候变化及相关的全球变暖如何推动北极放大效应?这种放大效应主要由冰层融化引起——这一过程在北极地区不断加剧,速度为每十年13%。
与陆地或海洋表面相比,冰层对阳光的反射性更强,吸收性更弱。冰层融化时,通常会暴露出颜色更深的陆地或海面,这会增加对阳光的吸收,并导致相应的升温。
极地放大效应在北极地区更为显著,而南极地区则较弱。这种差异的原因在于,北极是被海冰覆盖的海洋,而南极是海拔较高的大陆,常年被更为持久的冰雪覆盖。
事实上,南极大陆在过去七十年间并未变暖,尽管大气中温室气体浓度持续上升。
南极半岛是例外,它更向北延伸进入南大洋,在20世纪后半叶,其变暖速度快于南半球的任何其他陆地环境。
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卫星数据还显示,2002年至2020年间,南极洲平均每年失去1490亿公吨冰,部分原因是该大陆周围的海洋正在变暖。
北极变暖的影响
北极放大效应最显著的影响之一是自西向东的急流减弱(北半球)。由于北极的升温速度快于热带地区,这导致大气气压梯度减弱,风速随之降低。
北极放大效应、急流减缓(或蜿蜒)、阻塞高压与北半球中高纬度地区极端天气事件之间的联系存在争议。一种观点认为,这种联系很强,并且是近期严重夏季热浪和冬季寒潮的主要驱动因素。但更多最新研究对这些联系在中纬度地区的有效性提出了质疑。
在此,我们将审视支持北极变暖与急流减缓之间关系的更广泛证据。
北极的升温速度远快于地球其他地区,反射性冰层的消失导致全球变暖的30%至50%。这种快速的冰层消失影响了极地急流,即高层大气中集中的气流通道,它驱动着北半球的天气模式。
减弱的急流会蜿蜒曲折,并将极涡推向更南方,这导致极端天气事件在北美、欧洲和亚洲发生。
那么,澳大利亚和新西兰(Aotearoa)的未来前景如何?全球气候模型预测,在气候变化背景下,北极的地表变暖幅度将大于南极。鉴于南极大陆上空的气温在七十多年间保持稳定,尽管温室气体有所增加,我们对本地区的预期变化可能很小——仅会出现由其他气候驱动因素引起的正常气候波动,例如厄尔尼诺—南方涛动、南极环状模以及印度洋偶极子。
但随着热带地区持续增温并扩张,我们可以预期热带与南极之间的气压梯度会增大,从而导致环极西风增强。
南半球西风带近期的增强及其向极地方向的位移,西风已被认为与大陆干旱和野火有关,包括澳大利亚的野火。我们还可以预期,西风增强将影响南大洋的混合过程,这可能降低其吸收二氧化碳的能力,并加剧西南极冰盖周边冰架由海洋驱动的融化。
这些变化反过来将对全球海洋环流和海平面上升产生深远影响。




