冰川坠入大海。图片来源:JuanMariaPazos/Alamy
国际学术期刊《环境科学前沿》7日发布的最新研究报告显示,南极洲正从降低全球气温的“冰箱”变成“散热器”。
报告的作者之一、英国埃克塞特大学冰川专家西格特表示,南极大陆本是一个巨大的白色冰面,它将大量的太阳光线反射回太空,从而为地球降温作出巨大贡献。随着全球变暖,逐渐融化的冰面变成池塘、湖泊或海洋,使得南极变成一个吸收热量的容器。西格特还称,北极地区正在发生同样的事情。
美国国家冰雪数据研究中心此前的报告显示,南极洲海冰面积降至191万平方公里,为1979年有记录以来最低水平。2022年3月,一股热浪席卷南极洲,导致部分地区气温比正常水平高出近40摄氏度,随后冰盖表面开始融化。英国利兹大学的霍格教授表示,作为一个天天观测南极冰面变化的人,仍旧惊讶于其变化规模之大和变化速度之快。
南极从“冰箱”变“散热器”
相关研究指出,近期南极洲的海冰面积创下新低、冰架崩塌和表面温度飙升38.5°C等极端事件。
从不断缩小的海冰到最猛烈的热浪和崩塌的冰架,在南极洲发生的极端事件可能预示着更糟糕的事件即将到来。8月8日,英国埃克塞特大学的Martin Siegert和同事对南极洲受到的严重影响进行了评估,他们在《环境科学前沿》发表文章认为,南极洲极端事件将会变得更为普遍,其后果包括加速冰川流失、导致世界各地的沿海洪水等。
“我30年前开始做南极研究。”Siegert说,“惊讶是一种说法,震惊是另一种说法。”例如,2022年3月,南极洲东部内陆海拔3000米的冰盖记录的温度比正常温度高出38.5℃,这是地球上最极端的异常现象。Siegert说,如果这种事件在夏天发生在英国,那么伦敦的温度将达到60℃。
Siegert说,南极洲3月份的气温通常在-50℃左右,所以这一事件导致的升温没有超过冰点,但如果这种异常现象发生在南极洲的夏季,就会导致内陆深处的冰融化。来自澳大利亚的暖湿气流是导致这一切的直接原因。Siegert说,通常情况下,南极洲周围的环形风,即极地涡旋,会阻挡来自北方的暖空气,但在这种情况下,暖空气会深入内陆。
首先受到影响的是海冰南极洲周围海冰的形成一直出乎人们的意料,并在2014年冬天创下历史新高。但从那时起,每年冬天形成的海冰都比平时少得多,2017年的海冰面积更是创下历史新低。这一纪录在2022年被打破,而今年又再次被刷新。英国南极调查局的Caroline Holmes说:“今年7月创下了冬季海冰最少纪录。”
其次是冰架,它是由流入海洋的冰川形成,不像海冰那样由海水冻结而成。大量漂浮在南极洲周围的冰架正在缩小。“我们已经看到南极洲周围冰架的范围发生了巨大变化。在一些情况下,有的冰架已经完全崩溃。”英国利兹大学的Anna Hogg说,2002年拉森B冰架崩塌后,其背后的冰川流动速度加快了8倍。
更重要的是,一种极端事件会增加其他极端事件发生的可能性。例如,到达南极洲的暖空气会减少海冰并导致其表面融化。“温暖的天气引发前所未有的地表融化和冰盖上的融池现象。”Hogg说,这些水可以通过裂缝流到冰川底部,润滑冰川并加速其流动。
在冰架上,融化的水会加深裂缝,导致冰山断裂和冰架完全破裂。Siegert说:“我们对不断增加的极端事件的频率和强度及其连锁反应深感担忧。”
他说,这对全世界都很重要,原因有二。首先,南极洲是一个巨大的冰库,冰的融化导致海平面每年都在上升。其次,它的白色表面可将能量反射回太空帮助地球降温,但现在白色的冰或雪正在被深色的海洋或陆地取代。
“在未来的几年里,南极洲不再是地球的制冷剂,而是开始充当散热器,这是一个真正的危险。”Siegert说。
研究人员表示,南极洲几乎没有气象站,而且相关记录也不能追溯到很久以前,这使得很难确定个别极端事件是否为全球变暖的结果。但Siegert说,一些极端事件,如2020年埃斯佩兰萨科考站记录的18.6℃,即南极洲的最高温度,已被证明更有可能是由全球变暖造成的。“我们有理由认为其他极端事件也是如此。”他说,“不幸的是,这正是冰盖不稳定的最坏情况。”
已接近最坏情况
南极洲是地球上最冷的大陆。内陆地区全年平均气温约为-57℃,冬季最低气温为-90℃。尽管海岸较温暖,南极夏季气温最高可达-2°C 至 8°C 之间。
英国南极调查局极地气候科学家Caroline Holmes表示,南极海冰面积每年2月到达最低值,9月达到最高值,但近几年来一直在下降。一个明确的指标是,其夏季海冰最低面积在过去七年中三度打破记录。
她补充道,2022年7月的海冰面积创下了历史新低,但今年7月的水平又刷新了记录,且与此前的平均水平相差三倍。
利兹大学副教授Anna Hogg则指出,自20世纪90年代以来,南极陆冰融化导致海平面上升。1992年至2020年间,南极和格陵兰冰盖融化导致全球海平面平均上升了2.1厘米。
Hogg警告,政府间气候变化专门委员会针对温室气体高排放量的假设中,其预测的最坏情况已经与现实的南极冰盖流失速度相符合,尽管目前全球碳排放量只是接近中间数值。
研究发现,1995年、2002年和2008年都出现了灾难性的冰架崩塌;自2009年以来,南极还有10个冰架也经历了大崩解。近几十年来,覆盖南极海岸线四分之三的冰架已经出现了明显的收缩。
在2023年8月初的南极严冬,与以往所有记载相比偏离加剧。截至2023年8月,海冰面积比1979年至2022年的平均水平低了近240万平方公里,消失的面积约为英国面积的10倍。
BAS极地气候科学家、正在调查南极洲威德尔海周围海冰的DEFIANT项目成员卡罗琳·霍姆斯博士说:
“在2023年8月的此刻,南极洲的海冰范围仍远低于以往每年这个时候的所有记载。在海洋冰封的这段时间里,我们明显看到的比如远离海岸的海冰北部界限、别林斯高晋海东部海岸和南极半岛西部等地区仍然基本上处于无冰状态。”
无论目前南极海冰的异常在多大程度上是由人类活动引起的变暖造成的,这一极端事件都需要迫切的科学关注。因为仅南极洲西部的Thwaites冰川融化就足以使全球海平面上升约65厘米,这对全球生物来说都是致命性的威胁。
海冰是固定在南极洲海岸上的冰冻海水,调节着冰架与冰川流入海洋的水流量。同时也是威德尔海豹和帝企鹅的重要栖息地。
南极海冰还驱动着世界海洋的大洋环流,咸且稠密的盐水沉入海底,在海洋底层慢慢从南极洲扩散到北半球,从而开启了温盐环流。然而,由于冰川融化,更多淡水进入海洋系统稀释了稠密的盐水,这一至关重要的温盐环流速度预计将会减慢。
而温盐环流放缓甚至完全停止,可能带来不可预估的灾难。上一次温盐对流消失时,正值二叠纪-三叠纪灭绝,当时70%的陆地动物和高达96%的海洋生物死亡,也是史上唯一一次昆虫的大量灭绝。
即使温盐环流情况没有那么严重,南极洲海冰的减少仍对不少生物的生存构成了极大的挑战。
许多独特的藻类、磷虾、桡足类小型甲壳类动物、软体动物和鱼类群落仰赖于冰层,并形成复杂的食物网结构。海冰的缩小很可能造成食物网某一环的缺失,从而破坏整个生态系统的稳定。
此外,生存在南极洲海冰层上的帝企鹅需要稳定的冰层来繁殖。但冰层面积的减少、不断破碎和提前分裂可能会导致这一标志性物种数量的下降。
另据欧空局的报告,2019年时,格陵兰岛和南极冰盖损失了创纪录的6120亿吨冰,其中一个重要原因就在于北极的夏季热浪。
其还指出,自1992年以来,极地冰盖融化已经导致全球海平面上升了21毫米。而近年来融化速度已经增加了五倍,如果继续以这种速度融化,本世纪末,全球平均海平面将上升148-272毫米。
不祥的是,今年全球迎来厄尔尼诺现象,升温已成定局。而这对南极洲来说是暂时性的影响,还是会带来更长远的改变还无法可知,但无论哪一种,似乎都不会是什么好消息。
鉴于目前全球升温0.4°C已经无可避免,未来南极洲出现的极端事件还将更具破坏性。
在某些情况下,人们正在接近临界点,一旦突破,将导致不可逆转的变化,未来将出现不可阻挡的灾难。
人类自救亟待行动
南极洲海冰面积创下历史新低,气候问题不容小觑。气候变化除了使得冰川消退、海平面上升、海洋升温,还带来了另外一系列反应。通过科学的数据研究发现,气候变化造成的全球气候变暖,对人类健康以及生存问题都已产生了巨大威胁。
不止南北两极的冰川在融化,自20世纪20年代起,亚洲地区例如尼泊尔、印度、巴基斯坦、中国等地的冰川也在以不同速度发生融化。国际冰雪委员会(ICSI)的一份研究报告指出:“喜马拉雅地区冰川后退的速度比世界其他任何都要快。如果以目前的融化速度继续下去,这些冰川在2035年之前消失的可能性非常之大”。一旦“世界屋脊”喜马拉雅山脉的冰川消失,那么人类的生存环境就会发生翻天覆地的变化。
此外,哈佛大学新病和复发病研究所的保罗·受泼斯坦表示,随着山峦顶峰的气温升高,高海拔地区也会越来越受蚊子以及疟原虫子等微生物喜爱。如此一来,一些热带疾病就会开始向较冷地区发起进攻。自1987年以来,在美国佛罗里达、密西西比河、加利福尼亚和科罗拉多等地相继爆发的疟疾、黄热病等热带传染病,似乎就是预言的佐证。
另外,从农作物生长的规律来看,气候变化造成的温度升高不利于种子生长,再者气温使得全球水循环系统出现紊乱,使得中高纬度地区降水增加出现洪涝,非洲等地区降水减少出现干旱,且频率与强度均在增加。俗话说,旱的旱死,涝的涝死,这也会导致农作物减产,直接影响人类温饱的问题。
人类自救亟待行动。要想缓解南极洲冰川融化的速度,必须解决全球气候变暖这一大难题。
怎样减少二氧化碳量,“减排”是近年来各国讨论的焦点话题。首先人类不仅要保护森林,更要开始进行大量树木种植,通过实施大规模的造林工作来促进森林再生。其次,在二氧化碳的排放量上,应当尽量减少汽车产生的尾气排放量,以及化石燃料、汽油使用量,选择公共交通等低碳出行方式。
当然,人类的自救行为还应当渗透到日常生活的点滴中。譬如:生活垃圾问题,做好分类不乱丢;水资源问题,提升节约用水的意识,处理好循环利用;能源问题,从随手关灯的每一件小事做起;动植物资源问题,更是要树立起保护生物多样性的理念。
“我们仍然可以阻止最坏的情况发生。”古特雷斯说。不晓得,这句话的有效期还剩多久。
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