地球的過去和現在:北極海冰融化和地球升溫互為因果

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《我們星球的今昔》系列專題報道著眼於氣候變暖對地球的各種衝擊、帶來的各種變化。11月聯合國格拉斯哥氣候峰會前每月更新。

在冰雪覆蓋的北冰洋,地球升溫導致海冰加速融化,而冰蓋面積的縮小又加速了氣候變暖,因為更多的太陽熱量被海水吸收,而不是被冰層反射,堪稱兩者互為因果。

格陵蘭島
格陵蘭島

北極海冰具有天然恆溫器的功能,在調控地球溫度方面起重要作用。因此,北極冰蓋面積的變化需要密切關注。

美國國家航空航天局 (NASA) 的數據顯示,1981年到2010年期間,北極海冰面積平均每10年至少減少13.1%。

2007年公布的一份研究報告揭示了大氣中溫室氣體含量增多和北極海冰融化、冰蓋面積縮小之間的關係。

溫室氣體排放增多、地球溫度升高的一個主要原因是人類活動。

北極海冰的消失,反過來又加劇了地表平均溫度的升高。根據計算,海冰可以把80%的日照反射回空間,這部分太陽光不會導致地表溫度升高。

但海冰融化、冰蓋面積縮小後,太陽直射海洋,90%的熱量被海水吸收,整個地區變暖。

這個現象被稱為反照率,其原理是淺色表面比深色表面反射的太陽輻射和熱量更多。

「臨界點」

北冰洋海水的冰凍和融化有季節性循環,每年3月結冰的過程達到頂峰,每年9月海冰融化達到峰值。

但是,地面和衛星數據顯示,隨著地球升溫,北極的海冰面積正在減少。

隨著北極海冰面積縮小,海水面積擴大,在反照率效應作用下,顏色較深的海水吸收更多的日照熱量,白色的冰面反射的熱量減少,最終導致北極的地表和海水升溫速度加快。

科學家擔心,這種趨勢持續到最後,可能導致本來冰雪封蓋的地表直接暴露在陽光下,出現「臨界點」 — 即人工干預再也無法阻止、扭轉地球升溫。

北極冰
北極冰

世界變得更小、更暖

北極冰的消融、減少帶來的一個直接變化是「西北航道」(Northwest Passage, 又譯西北水道、西北通道)的暢通。這是連接北大西洋和北太平洋的海上貿易航道。

自19世紀以來,人類在格林蘭島和加拿大境內北冰洋島嶼之間的水域探尋航道、開闢航線的努力一直不斷。航海者、探險家前赴後繼,許多人葬身北冰洋。

現在,隨著夏季北極海冰面積縮小,一些專家預計北冰洋航線在不遠的將來將具有相當的商業價值。

北極破冰船
北極破冰船

有人認為這將使全球航運業徹底改觀,也有人認為這是個定時炸彈、潛在的災難。

環境保護團體擔心北冰洋航運線路開通、交通日漸頻繁,必將給生長緩慢、週期漫長的北極海洋生物圈帶來毀滅性的破壞。

尤其令人擔憂的是,一旦有一艘貨輪在北冰洋出了故障,可能會造成巨大污染。

北極熊
北極熊

糧食短缺

有證據表明,海冰的融化、冰層變薄已經對極地野生動物造成影響。

即使是位居食物鏈頂端的北極熊也無法倖免。

越來越多的地方冰層變薄,無法承受北極熊的體重,它們為了覓食,要麼繞道,要麼下海游泳。

另外,北極圈內人類定居的地方出現北極熊覓食的情況也變得更頻繁,有人認為海冰融化是一個重要原因 — 北極熊在自然環境按原來的方式越來越難找到食物了。

冰山
冰川斷裂、冰舌脫落後就成了海面上的浮冰

冷暖洋流

還有一個正在引起更多科學家關注的問題,是北冰洋波弗特流渦 — 融化的冰雪、河流和雨水在北冰洋聚集而成的一個巨大的淡水環流,通常淡水會逐漸流入北大西洋。

如果這個流渦的淡水突然大量湧入大西洋,可能會減弱大西洋環流的力度,導致西歐和北美氣候出現較大變化。

水溫較高的大西洋經向翻轉環流(AMOC)遇到北冰洋的冰水後降溫,下沉,然後向南推進,再從熱帶攜暖流回到北大西洋。這股洋流對西歐和北美的氣候有重大影響。

但是,因為淡水密度比海水低,比海水輕,會浮在上層,這樣就會減少大西洋環流的力度,減慢洋流循環速度。

海洋和氣候專家認為,這種情況會對整個半球的氣候產生影響,尤其是在西歐,進而影響全球氣候。