美國(guó)科學(xué)家近期在學(xué)術(shù)期刊《氣候》上發(fā)表的一項(xiàng)研究成果表明,,北冰洋很可能在2034年迎來第一個(gè)“無冰之夏”。
北極海冰并非一成不變,,一年中會(huì)動(dòng)態(tài)變化:夏季持續(xù)融化,,在9月前后達(dá)到最小面積;冬季持續(xù)結(jié)凍,,在3月前后達(dá)到最大面積,。近幾十年來,由于北極地區(qū)氣溫持續(xù)升高,,海冰在夏季的面積隨之持續(xù)減少,。
科學(xué)家們通過不同技術(shù)手段的觀測(cè)和研究都支持了上述結(jié)論。以海冰年齡為例,,1988年25%左右的北極海冰持續(xù)凍結(jié)4年以上,,2013年這個(gè)比例降到了7%。在過去60年里,,北極海冰的厚度也在變薄,。通過衛(wèi)星觀測(cè),1979年至2000年,,北極夏季最小海冰范圍平均為670萬平方千米,。進(jìn)入21世紀(jì)以來,這一數(shù)值在2012年達(dá)到最低,,只有近334萬平方千米,,又減少了一半左右。
北極海冰減少,,直接影響到生存在海冰上下的各種生物,。北極熊的主要食物來源之一是在北極海冰上換氣或休息的海豹,而北極熊在水下的活動(dòng)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及海豹,。因此,,海冰減少嚴(yán)重影響到北極熊的捕獵成功率,,導(dǎo)致其種群近幾十年來銳減。此外,,海冰的融化雖然對(duì)海水體積的影響要小于陸上冰蓋的融化,,但卻直接影響著海冰區(qū)域的海水鹽度。這種鹽度的顯著降低會(huì)改變一些浮游生物的生存狀態(tài),,進(jìn)而破壞整個(gè)海洋食物鏈網(wǎng),。
北極海冰減少,還會(huì)反過來影響全球氣候,。由于液態(tài)水比冰的熱容量更大,,北冰洋一旦在夏天失去海冰的覆蓋,就會(huì)吸收并存儲(chǔ)更多的熱量,,從洋流和大氣循環(huán)等多個(gè)方面擾亂現(xiàn)有的氣候狀態(tài),。
北極上空極低溫的氣團(tuán)被一圈極地高速環(huán)流圍繞著,不會(huì)輕易擴(kuò)散,。有研究發(fā)現(xiàn),,海冰的消失會(huì)削弱這圈極地高速環(huán)流,導(dǎo)致北極的低溫氣團(tuán)向低緯度地區(qū)擴(kuò)散,。近些年來,,北美和歐洲冬天不斷出現(xiàn)極端嚴(yán)寒天氣,實(shí)際上是全球變暖的結(jié)果,。
北極海冰減少,,也有有利的一面。比如在航運(yùn)方面,,北冰洋航線成為可能,,將大大縮短從太平洋沿岸前往西歐和北歐的航海距離。然而,,由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)不能抵消海冰融化相關(guān)氣象災(zāi)害所造成的經(jīng)濟(jì)損失,。
北極海冰減少,也與地球傾角等因素有關(guān),。由于地球的自轉(zhuǎn)軸曾比現(xiàn)在更為傾斜,,導(dǎo)致極地接受熱輻射更多,北極很可能在1萬年前就出現(xiàn)過無冰之夏,。然而,,地質(zhì)學(xué)因素的改變都是極其緩慢的,至少以萬年為單位,,因而從這一角度無法解釋當(dāng)下海冰面積的急劇變化,。
根據(jù)計(jì)算機(jī)模型模擬計(jì)算,北冰洋出現(xiàn)無冰之夏的時(shí)間點(diǎn)可能在2030年至2040年之間,,2034年只是可能性最大的年份,。由于氣候是非線性系統(tǒng),,對(duì)模型的建立方式和條件設(shè)定非常敏感,科學(xué)家們一般都比較謹(jǐn)慎保守,。從以往實(shí)際發(fā)展來看,,一般都會(huì)比預(yù)測(cè)提早到來。
人類的碳排放是過去200年來影響氣候變化的最主要因素,。如果人類不在減少碳排放方面做出實(shí)質(zhì)性改變,,全球平均氣溫在本世紀(jì)末將上升1.5攝氏度以上。在沒有跨越式科技發(fā)展的前提之下,,這一溫度上升幅度將帶來不可逆轉(zhuǎn)的影響,。北冰洋的無冰之夏或許只是一個(gè)開始。
(作者系北京航空航天大學(xué)醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院教授)