北極海冰正在變薄

曾欣然

北極的海冰一年四季正在悄然變化著，海冰覆蓋的總面積呈逐年減少之勢。這有可能是數(shù)百萬年來我們星球發(fā)生的最為深刻的改變。

在我們地球的頂點——北極，改變正在悄然地發(fā)生：春季快速跳過，這成為北極年度循環(huán)的一個關鍵時刻。北極的海冰覆蓋面積每一年都在3月達到它的最大值，然后隨著溫度的升高而逐漸融化縮小。

但是，情況正在發(fā)生改變。由于全球變暖，北極海冰覆蓋的總面積呈逐年減小之勢，如今北極的一年四季，跟以前相比已面目全非。過去，當北極海冰覆蓋面積達到一年的最大值時，人們放眼看去，海冰一望無際，如果這時踩在海冰上面，那就如同站在堅實的大陸上。而今，北極海冰卻已變得異常薄弱。最近，北極海冰覆蓋面積在海冰最大值的3月連續(xù)三年創(chuàng)下有史以來的同期最低記錄。甚至2月份的北極氣溫就升到了冰點以上。

這些都是已經(jīng)出現(xiàn)的新北極的特征。這有可能是數(shù)百萬年來我們星球發(fā)生的最為深刻的改變。而且，北極的這個改變還會影響到地球的其他部分。甚或，北冰洋在不久后的某個夏天，會成為被沒有冰雪的大陸所圍繞著的“無冰”海洋。

確實，我們處在北極的一個全新時代。下面，就讓我們一起來到北極，看看北極海冰一年的演化嬗變，看看北極有著怎樣的四季吧！

冬季

北極海冰的面積和厚度都在減小。

位于挪威斯瓦爾巴群島的新奧勒松小鎮(zhèn)是北極地區(qū)國際科學研究和環(huán)境監(jiān)測中心，也是地球上最北端的人類永久居住地。在這里，太陽在10月的最后一個星期從地平線隱沒后，就要等到來年的2月中旬才會再度升起。太陽不見了，極夜的溫度直線暴跌，海冰開始在黑色的海面生成，并逐漸成為覆蓋其上的漂浮冰架。冬天已然來臨。

根據(jù)有關的歷史記錄，在北極，那些即使在夏天海冰也不會解凍的地帶，冰的厚度通?？梢赃_到5米，而冬季還要更厚。但現(xiàn)在情況發(fā)生了改變。來自德國的科學家在2016年10月的一次科考中發(fā)現(xiàn)，在衛(wèi)星能夠觀測的區(qū)域里，所有的冰蓋在大多數(shù)時間都是由破碎的浮冰構成的。即使在這些海冰封凍后，那冰層也太薄了，以致常?？梢砸谎劬涂赐副鶎?。由于蜂窩冰會導致測量誤差，衛(wèi)星不能以足夠高的分辨率顯示北極表面破碎浮冰的情況，這就意味著許多關于冰蓋的統(tǒng)計數(shù)據(jù)都低估了正在發(fā)生著的變化。

冬季的到來并未使情況隨之改善。2016年11～12月的一股熱浪將北極的某些區(qū)域的溫度抬升至-7℃，這比過去30年的平均溫度高了15℃。由此帶來的影響顯而易見。美國國家冰雪數(shù)據(jù)中心收集的衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示：這年冬天海冰的增長速度有時慢得離譜，甚至在11月和12月，冰蓋面積在本該增長的季節(jié)有兩次不僅未增長反而在減少；同時，海冰的厚度也在變薄。2016年末的熱浪意味著現(xiàn)在北極冰蓋的體積比有記錄以來的任何一個冬天都要小。

暖冬造成的影響可能是長期的。單薄的破碎浮冰更是不可能挺過夏季冰融，這也就難以形成持續(xù)的多年凍結的冰層。30年前，在冬季冰蓋面積達到最大時，有45%的冰是多年冰，而在2016年3月，這一數(shù)值僅為22%。2017年的冬天也是同樣的極端情況。

英國倫敦大學的科學家對此憂心忡忡：“現(xiàn)在我們使用的氣候模式不能夠很準確地預測出該地區(qū)我們所看到的冰層減少的規(guī)模，實際上冰層減少的規(guī)模比氣候模式給出的結果基本上快了接近30年?！逼渲幸粋€原因可能是由于全球變暖所引起的海冰流失正在被自然變暖（與氣候變化和化石燃料使用無關）的年代際氣候周期所放大。當然，我們的模式中也沒有恰當?shù)啬M出由于全球變暖所造成的局地天氣改變，以及風浪破碎海冰的物理效應。

地面上的極端情形也是很清晰的。在2017年的3月7日，北極冰蓋達到了它該年的最大值，但也僅有1442萬平方千米，這是38年來衛(wèi)星記錄中同期數(shù)值的最小值。

春季

隨著冰雪的消失，海洋對太陽輻射的反射幾乎消失殆盡。

春天，北極地區(qū)年度的陽光回歸觸發(fā)了一連串的事件。陽光加熱了空氣，并使得冰雪開始融化，成片浮冰之間的縫隙開始變大。海洋表面的溫度也開始升高。

在冰層下，一條特殊的食物鏈悄然啟動：隨著光線的滲入，進行光合作用的藻類開始在冰層里細小的縫隙中生長，從而為微小的甲殼類動物提供了食物，這些甲殼類動物正好又成為小型魚類的大餐。在冰層上，北極熊從冬眠中蘇醒，并出來尋獵海豹。與此同時，鯨魚們則在冰層間不斷擴大的縫隙中游動……

春季回歸的陽光也凸顯了一種新北極影響其南面地區(qū)的重要途徑：我們正在失去一面幫助地球降溫的反射鏡——白色的冰雪。通常，白色的冰雪能將太陽輻射的85%反射到太空中，而黝黑的海洋則僅能反射太陽輻射的10%?？梢哉f，隨著冰雪的消失，海洋對太陽輻射的反射幾乎消失殆盡。

為了計算出由于北極表面由白色變?yōu)楹谏辔樟硕嗌偬枱崮?，科學家們將注意力轉向了衛(wèi)星資料。研究發(fā)現(xiàn)，與1979年相比，如今北極每平方米多吸收了熱量6.4瓦特。研究人員還將此與同期的二氧化碳造成的變暖效應做了比較，他們發(fā)現(xiàn)：消失的海冰給全球帶來的變暖效應，相當于全球二氧化碳水平上升所帶來的變暖效應的25%。這就是在過去的半個世紀里北極地區(qū)的平均變暖速度是整個地球的2倍多的主要原因。

不僅僅是海冰正在消失，北極陸地上的冰雪也正在消失。裸露的苔原只能反射20%的太陽光線。因此有海洋物理學家警告道：現(xiàn)在，與400萬平方千米消失的海冰相比，在仲夏季節(jié)由于雪線消退又增加裸露的苔原達600萬平方千米。實際上，冰雪消失后的大塊深色土地的變暖效應可能與海冰消失的影響同樣大，北極正在大規(guī)模地放大全球變暖效應。endprint

占據(jù)海洋

據(jù)美國地質調查所估計，全球30%的未探明的天然氣儲量可能在此區(qū)域。

無冰的北極水域也可能使從中國到歐洲的貨物運輸時間減半。

脆弱的冰

冰蓋的平均厚度已經(jīng)大大減少了。這是個令人擔憂的問題，因為較厚的冰蓋通常可以在夏季融冰時保留下來，而更薄的冰蓋卻不能。

2016年9月和2007年9月是有記錄以來夏季海冰覆蓋面積并列第二低的兩年。最古老、最厚的冰層曾經(jīng)延伸到了北冰洋的大部分區(qū)域，現(xiàn)在卻主要停留在加拿大和格陵蘭島的上部區(qū)域。

夏季

冰雪消融，海水升溫，北大西洋的生物正在向北遷移。

相比過去，現(xiàn)在北極的夏天更加蔥郁，更加生機勃勃。自1979年以來，6月份的平均積雪面積已經(jīng)減少了58%，更多的苔原有更長時間暴露在天穹之下。有科學家統(tǒng)計，自1982年以來，苔原上的植物數(shù)量已經(jīng)增加了20%。木本灌木正大肆蔓延，這可是以犧牲更獨特的本地植物（如地衣）為代價的，而地衣等植物是馴鹿的重要食物來源。

海岸線也發(fā)生了改變。海浪正沖擊著原來由海冰保護著的海岸線。在波弗特海沿岸，沖蝕率在過去半個世紀里翻了一番，達到了平均每年14米。

但從另一個方面來說，凍土地帶的綠化也是一個好消息。它可以從大氣中吸收二氧化碳，這有助于延緩全球變暖的進程。但很多人預測，這種積極的作用，很快就會被陸地上永久凍土融化過程中釋放出的甲烷以及海洋沉積物中釋放出來的甲烷所抵消。冰凍的北極蘊藏著大約1.5萬億噸的有機碳，是大氣中二氧化碳總量的兩倍多。在有爭議的世界末日情節(jié)中，大量的溫室氣體可能會被釋放到大氣中，從而使全球的溫度進一步上升1℃甚至更多。

與此同時，科學家發(fā)現(xiàn)：北極具有豐富的生命。2016年科學家在距離北極點400千米的北冰洋中脊水下峰Karasik海底山脈進行了一次探險，記錄到了世界上已知的最北端的珊瑚。北冰洋是一片巨大的未被探索的海域，科學家被他們所看見的北極的多樣性生物震驚了：在長達1米有幾百年歷史的巨大球狀海綿中間，還有白海星、藍蝸牛、紅蟹和棕蛤蚌等?？茖W家們擔心，這些生物有可能在還沒有被充分了解甚至沒有被發(fā)現(xiàn)以前就已經(jīng)滅絕了。因為無冰的北極將是一個非常不同的環(huán)境，會產(chǎn)生與其他地方大不相同的生物和生存方式。2017年來已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量海獅聚集在楚科奇海的阿拉斯加和西伯利亞沿岸的陸地上棲息，因為它們通常狩獵用的海冰已經(jīng)消失了。這種行為導致了陸地上的過度擁擠，而踩踏事件對小海獅來說是致命的危險，同時這也導致了食物短缺。

不僅僅是動物的行為發(fā)生了改變，冰層消融和海水升溫，也讓我們可以期待出現(xiàn)一個生物的富饒之地。據(jù)美國國家海洋和大氣管理局的數(shù)據(jù)，2016年斯堪的納維亞北部的巴倫支海的生物量已經(jīng)比2003～2015年的平均水平高出了19%，這可能會是北冰洋生物產(chǎn)量預計增長70%的開始。因為開放水域的增加，浮游植物作為海洋食物鏈的基礎，其數(shù)量自1998年以來已經(jīng)增加了20%。

除此之外，大西洋的生物被更豐富的食物和更溫暖的海洋所吸引，正在向北遷移。有人稱這種現(xiàn)象為北冰洋的“大西洋化”?？茖W家最近在北緯85°的一次探險中，在距北極極點僅100千米的地方發(fā)現(xiàn)了黑線鱈。這種魚是一種主要生活在北大西洋的物種，一般來說它們不會游到比斯瓦爾巴特群島更北的地方去。另外，在加拿大的北部群島，外來物種虎鯨捕獵了當?shù)氐莫毥泅L。

秋季

一個“無冰”的9月可能出現(xiàn)在不久的將來？

9月是北極的年度周期中的第二個轉折點：出現(xiàn)海冰覆蓋范圍最小值，并且在不遠將來的某一天，可能會出現(xiàn)一個里程碑事件。

這是一年里這樣的一個節(jié)點：在冬季正式開始、新的循環(huán)重新開始之前的幾天里，海冰的覆蓋范圍持續(xù)減小。2016年9月的海冰覆蓋面積最小值是414萬平方千米，這是自有記錄以來與2007年并列第二低，僅次于歷史最低值：2012年的339萬平方千米。

這種海冰面積縮小的趨勢是確定不移的。并且，根據(jù)最悲觀的氣候研究員們的說法，出現(xiàn)一個無冰的9月也就是幾年之后的事情了。有人曾做出最極端的預測：第一個無冰的夏季會出現(xiàn)在2017年或者2018年。值得注意的是，科學家們認同的所謂 “無冰”，事實上是留出了100萬平方千米冰層作余地的，這些冰大部分都覆蓋在所在區(qū)域的錯綜復雜的海岸線上，存在于冰層最厚的加拿大群島內部。

在實踐中，很多因素——包括每年溫度的自然變化，都使得科學家們很難精確地預測出第一個無冰的夏天會出現(xiàn)在哪一年。2016年發(fā)表的一項研究估計，任何預測都會有大約25年的誤差。考慮到這一點，科學家們估計，如果溫室氣體的排放量依然保持在很高的水平，那么第一個無冰的夏季可能會在15年到36年以后出現(xiàn)。如果我們減少排放的話，這個時間可能會再推遲10年。就全球而言，人類平均每年排放350億噸的二氧化碳。每排放1噸二氧化碳，就有3平方米的北極夏季海冰消失。按照這樣的速度，北極的夏季冰蓋將在2046年消失。

有什么辦法可以拯救北極的冰層嗎？有人認為，只有實現(xiàn)2015年巴黎協(xié)定里雄心勃勃的目標，才有可能阻止全球變暖，也就是說，將全球變暖的升溫控制在1.5℃以內（而不僅僅是2.0℃），才能為拯救北極的冰層提供一個機會。有人擔心，該區(qū)域很快就會超過一個閾值，在這種情況下，反射性冰層的減少所引起的變暖效應就足以融化掉剩下的冰層。這個進程將會是不可逆轉的，并且可能引發(fā)這一結果：無論我們對排放做出怎樣的努力，全球都將繼續(xù)變暖。endprint

很多人認為，融化的北極是氣候變化的主要的受害者。不久的將來，當冰蓋消失的速度超過預期時，會有一個新的北極誕生。固然，這時無冰的北極水域有可能使貨物運輸時間減半（比如從中國到歐洲）。然而，我們必須懂得，一個溫度更高的地球將會出現(xiàn)令人痛心的景象：沙漠向北蔓延，發(fā)生超級厄爾尼諾現(xiàn)象，熱帶雨林燃起熊熊大火，更加炎熱的海洋上生成更強烈的颶風……

我們匆匆走過了北極的四季，有警鐘在耳畔敲響著。你，聽見了嗎？

海冰和你

每排放1噸二氧化碳，就有3平方米的北極海冰消失。

一輛典型的美國汽車每行駛4000千米就排放1噸二氧化碳。

從倫敦到舊金山的往返航班上的一個座位就排放1噸的二氧化碳。

美國人平均每年排放16噸二氧化碳。

歐洲人平均每年排放7噸二氧化碳。

全球而言，我們平均每年排放350億噸的二氧化碳。

按照這樣的速度，北極的夏季冰蓋將在2046年消失。

北極的冰，關乎你周圍的天氣

在北極發(fā)生的變化不會只停留在北極。研究表明，不斷縮小的冰蓋正助推了地球其他地區(qū)加速變暖。它也可能正在改變你所在地區(qū)的地方性天氣。正如一個科學家所指出的那樣，北極的快速變暖正在減少北極與中緯度地區(qū)的氣溫之間的差距。而正是由于這一差異，才造成了可以推動整個半球天氣系統(tǒng)的北半球的急流。因此發(fā)生在北極的變化可能可以解釋自1980年以來北極急流的速度降低了10%的原因。

速度慢下來一點的急流已經(jīng)開始有更多的影響。它不是將大氣向一個地方推動，而是將其困在某一個地方，從而造成更長時間的夏季干旱或冬季寒冷天氣。德國的一個氣象學家說，自2000年以來，這種在夏季停滯的天氣系統(tǒng)的發(fā)生概率已經(jīng)增加了一倍。他把2010年俄羅斯的熱浪和森林大火、2012年北美的干旱和2003年歐洲危害極大的熱浪事件都歸咎于此。

更高的海平面

由于氣候變化，陸地上的冰川正以更快的速度流入海洋，從而推動全球海平面上升。

加拿大群島上的年度冰流失量10年來增加了10倍。

格陵蘭島的冰川每年釋放250立方千米的水，這就為每年的全球海平面升高貢獻了總量的40%。

如果格陵蘭島的冰川全部融化，那么全球的海平面高度將再上升7米。

季節(jié)周期

隨著季節(jié)的改變，北極的海冰面積也在相應地增長或減少。但是由于全球變暖，北極海冰覆蓋的總面積在逐年減小。

海冰的厚度也在減少。2016年末的熱浪意味著北極冰蓋的體積現(xiàn)在比有記錄以來的任何一個冬天的都要小。

海洋垃圾

北冰洋的垃圾在過去10年里已經(jīng)增長了20倍。

2014年的一個調查顯示，在格陵蘭島東部的弗拉姆海峽上每平方千米有6333件垃圾。

變熱的極地

北極的氣溫上升得比地球上其他任何地方都更快且更多。

空氣

2016年的空氣溫度比1981～2010年這30年的平均溫度高了2℃。

海洋表面

在2016年8月，海水表面溫度比1981～2010年這30年的平均溫度高了5℃。

2016熱浪時期

在11月，空氣溫度比1981～2010年這30年的平均溫度高了15℃。endprint