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北极海冰是气候变化的关键指标和“放大器”

更新日期:2019-12-14 14:10
  海冰减少意味着什么?
 
  北极海冰范围和面积不只是一串变化着的数字,更重要的是,它还影响着航海安全、北极周边生态系统,并且是气候变化中举足轻重的成员,对中低纬度大气环流、极端天气气候事件的发生都有影响。
 
  一般而言,9月之后,随着秋冬季的到来和海温的降低,北冰洋开始形成新的积冰,海冰范围逐渐增加,没有融化的部分积累成为多年积冰,一直到来年3月份海冰范围达到最大;接下来的春夏季,北极海冰又不断融化,直到9月份范围达到最小值。这样周而复始,形成了北极海冰的年循环过程。
 
  其实,从今年年初开始,北极海冰范围就逼近甚至超过历史最小值,8月中旬之后,受海表面风向变化的影响,海冰快速减少的趋势才得以止住。
 
  海冰的反照率是海洋的5至6倍,其面积大小调制进入地球系统的入射太阳光的多少,通过冰雪-反照率的正反馈机制,对气候变化起到“放大器”的作用。在全球变暖的过程中,北极地区的增暖幅度可达全球平均值的两倍以上,被称作“北极放大”现象,这会加剧全球变暖和北极海冰的消融。事实确是如此,北极海冰面积比上世纪70年代已经减小了40%,而总冰量则大幅度减少70%。
 
  在持续全球变暖的影响下,北极地区可能会进入“无冰”状态,就是说,北冰洋的海冰面积小于100万平方公里,届时剩余的冰雪将主要集中在加拿大北极群岛区域。
 
  预测北极具体在哪一年进入“无冰”状态,是有一定难度的。这主要因为气候系统内部变率和数值模式的不确定性影响,所以各个评估报告之间有一定的差异。2013年联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告预测的时间约为2050年;而北极理事会专门设立北极监测与评估计划,2017年发布《北极雪、水、冰、多年冻土的评估报告》,则认为北极可能在21世纪30年代后期首次出现“无冰”夏季状态。
 
  全球海洋和冰冻圈变化加速
 
  9月25日,IPCC在摩纳哥召开的第51次会议发布了《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》,评估了最新的关于海洋和冰冻圈的变化、影响和适应对策,体现了目前科学界对于海洋和冰雪圈的最新认识。
 
  报告指出,全球海洋和冰冻圈变化加速,在有卫星观测的1979年至2018年期间,北极9月份海冰范围以每十年约12.8%的速度快速减少,目前阶段的海冰范围是至少1000年里的最小数值。北极海冰在持续变薄,1979年至2018年期间,5年以上厚冰的面积减少了约90%。全球冰冻圈都在大幅度融化和萎缩,2006年至2015年,格陵兰冰盖、南极冰盖平均每年减少质量上千亿吨。此外,高纬度冻土温度升至有观测记录以来的最高值。
 
  报告预测,如果可以将2100年全球增温控制在2℃之内,极区多年冻土大概有1/4消融;如果持续高排放,则70%的多年冻土都会消融。这将威胁到冻土中约1.44万亿至1.6万亿吨有机碳的安全,冻土和冰川消融,也会威胁到高山斜坡的稳定性。
 
  整个20世纪,全球海平面升高约15厘米。最近几十年,全球海洋变暖加速,冰盖和陆地冰川的加速消融,引起了全球海平面加速上升。2006年至2015年,全球海平面升高速度为每年3.6毫米,几乎是1901年至1990年平均数值的2.5倍。
 
  此次报告预估的未来海平面变化比原来的数值更高,这是因为旧的数值模型中虽然包括冰盖和冰川融化的影响,但大都没有考虑冰盖的动力过程,而近些年,越来越多的新数值模型和统计方法在一定程度上考虑到了冰盖动力过程的影响。报告预测,在低排放的情形下,预估2100年全球平均海平面比1986年至2005年的平均值上升约0.43米,而在高排放的情形下,预估2100年的全球平均海平面上升为0.84米(可能范围0.61至1.10米)。
 
  作为全球气候变化的指标和“放大器”,全球冰冻圈的健康和稳定是气候系统稳定的基石,其快速消融必然会深远地影响高寒地区的生态系统、海岸线稳定与人居环境,与此同时,也将进一步调制全球的天气和气候系统,影响极端事件的强度和频次。因此,制定合理的政策和措施,进行长期的减排和短期的气候变化适应,才是应对气候变化影响和风险的应有之义。