剛剛過去的(de)8月,北極海冰以508萬平(píng)方公裏排名有衛星觀測資料以來,同期海冰覆蓋曆(lì)史(shǐ)第三少。
然而,進入9月後,北極海冰麵積迅速減少,目前已低於400萬平方公裏,頗有逼(bī)近(jìn)曆(lì)史(shǐ)極值(zhí)年(2012年(nián))的趨勢。
北極海冰在9月15日達到了夏季最小範圍,也(yě)是有記錄以來第二低。來源NASA
海冰麵積能否再(zài)破紀錄?
事實上,不管今年9月的北極海冰麵(miàn)積能否創造新紀錄,海冰麵積偏少已無爭議。
眾所周知,9月是每年北極(jí)海冰麵積最小的(de)月份(fèn)。從2015年開(kāi)始,國際海冰預測網絡活動每年6月到8月向全球科學(xué)家征集當年9月北極海冰覆蓋麵積的預測結果,各個研究機構需要在6、7、8三個月的月初提交(jiāo)三次關於當年9月的預測情況。在業內(nèi),國際海冰預測網絡活動代表了北極海冰在季節和季節內預測的最高水平。
2020年是國際海冰預(yù)測網絡活(huó)動的第六屆,今年8月全球(qiú)39個機構提交了預測結果(guǒ)。雖然8月的(de)預(yù)測結果是實際觀測結果出來前最(zuì)後(hòu)一次預測,其不確定性較(jiào)低(dī),但8月31日發布的《2020年國際海冰展望報告》,各個機構提交的結果依然存(cún)在較大差別——
美國國家海洋(yáng)和大氣管理局地球物(wù)理流體動力學實驗室提交的數值是226萬平方公裏,比7月(yuè)的預測數值(350萬平方(fāng)公裏)大幅(fú)度減小124萬平(píng)方公裏;中國科學院大氣物(wù)理研究所大氣科(kē)學和地球流體力學(xué)數值(zhí)模擬國家(jiā)重點實(shí)驗室提交的數值為(wéi)380萬平方公裏;華盛頓大(dà)學提交(jiāo)的數值為381萬平方公裏,比7月(yuè)的預測值(320萬)增加61萬平(píng)方公裏。另外,來自我國海洋環境預(yù)報中心的(de)數值模式預測結果(guǒ)為(wéi)460萬平方公裏;挪威的METNO SPARSE7月預測數值為500萬平方公(gōng)裏,8月大幅度調整到(dào)430萬(wàn)平方公裏。
盡管各個模(mó)式之間有差別,但6、7、8月的預測中值範圍變化不(bú)大。從去年各模式的表現來(lái)看(kàn),今年9月的平均值很可能在430萬平方公裏以下或(huò)附(fù)近,這將是有觀(guān)測以來曆史第二低的數值,僅高於2012年的357萬平方公裏。
魏科表示,2012年之所以會形成曆史極值,除了當年夏季極區的溫度偏高以外,也受當年夏季極區的環流影響——2012年8月極區形成了異常強大的繞極氣旋,影響了(le)極區的海(hǎi)冰和海水(shuǐ)分布,形成了當年9月創紀錄的最小海冰範圍。
今年9月初,極區依然維持高溫,北冰洋(yáng)邊緣的喀拉海、拉普捷夫海(hǎi)海溫比常(cháng)年高5℃。如果9月出現環流異常,不排除今年9月(yuè)北極海冰麵積創造新紀錄。
海冰縮減會帶來什麽?
北極作為巨大的冷(lěng)源,在地球(qiú)係統中的作用至關重(chóng)要。北極海冰反射了高達80%的(de)入射陽光,能有效為全(quán)球降溫,海冰(bīng)麵積的大小調製了進入地球係統入射陽光的多少。
北極海冰還對東(dōng)亞地(dì)區天氣(qì)氣候有重要影響。一旦北極海冰(bīng)大量(liàng)偏(piān)少(shǎo),通過影響(xiǎng)烏拉爾山阻塞(sāi)高壓和西伯利亞高壓這一引導冷空氣南下(xià)的重要天氣係統,可致使東亞冬季風偏強,從而導致我國大(dà)部分地區氣(qì)溫偏低、強寒潮(cháo)天氣(qì)頻發。
孫丞虎表示,2003年到2013年這(zhè)10年間,西伯利亞中部以及我國冬季寒潮天氣頻發,多(duō)次出現暖背(bèi)景下的冷冬現象,可能就與(yǔ)北極海冰的(de)大幅減少有關。
北極海冰大幅偏少還容易導致北極濤動(AO)出現負位向,其結果將致使冬季中高(gāo)緯度的西風基本流(liú)偏弱,羅(luó)斯波移速減慢,使得天(tiān)氣係(xì)統容(róng)易長時間滯留在某(mǒu)個區域,這種持續性的天氣(qì)異常過程極易造(zào)成疊加影響並引發(fā)天氣氣候災害事件的發(fā)生。另(lìng)外,由於北極海冰大幅減少造成(chéng)的初冬和(hé)後冬AO位相轉折,還會導致冬季氣溫在前後冬季節內出現大幅反轉,表現(xiàn)出明顯的次季節變化特(tè)點。
不隻冬季天氣氣候會受到北極海冰的影響(xiǎng),春季和夏季,北極海冰還將通過影響亞歐地區中高緯(wěi)度(dù)春季積雪和土壤濕度變化等,使得海陸熱力差(chà)異增大,從而影響東亞夏季風的強度以及雨帶變化。可以說,北極海冰變化就是全球氣候變化的指(zhǐ)標係和“放大器”。
北極海冰的(de)過去、現在與未來
中國氣象報記者 李慧
近期,有關北極海冰減少的壞消息接(jiē)二連三:加拿(ná)大現存(cún)最大、最完整的米爾恩冰架坍塌,格(gé)陵蘭島冰蓋加速融化且將不複存(cún)在,甚至有科學家預測30年內北極海冰將消失。
這意味著,隨著北極氣溫越來越高,更多的冰將會流入海洋,北極海冰的麵積將會(huì)越來越小,這片長期被封(fēng)凍的地區(qū)將(jiāng)開(kāi)始轉(zhuǎn)向一種全新的氣候模式,其標誌(zhì)是冰層融化、氣溫上升、降雨天數不斷增加,北極(jí)的未來將變得越來越不確定。
2020年9月可能是北極海(hǎi)冰覆蓋範圍最少的(de)月份之一(yī),自1979年有衛星觀測記錄以來,北極9月份海冰在以每10年12.8%的速度減(jiǎn)少。美國宇航局和科羅拉多大(dà)學博(bó)爾德分(fèn)校國家冰雪數據中心(NSIDC)對衛星數據的分析顯示,2020年的最小(xiǎo)範圍(可能在(zài)9月15日達到)為144萬平方英裏(374萬平方公裏)。事實上,其他月份北極海冰覆蓋範圍也都呈現減少趨勢。
美國國家航空與航天局(NASA)衛星監測的結果也顯示,目前北極海冰(bīng)的覆蓋麵積已比1979年降低了約31%,冰層的體積減(jiǎn)少了三(sān)分之二。
孫丞虎表示,“近年來,北極海冰數量減少得(dé)非常多。實(shí)際上自有觀(guān)測記錄以來,北極海冰的麵積基本上是按照每10年大約(yuē)12.8%速度在減少。在厚度方麵,北極海冰冰齡超過5年的多年冰減(jiǎn)少了約90%,這表示北極海冰在變薄。以往北極夏天的平均冰層厚度為4.88米,到20世紀末隻有2.75米左右,減(jiǎn)少了43%。進入21世紀以來,北極海冰的退縮速度大大超出(chū)人們的預期(qī)。這些跡(jì)象也表明北極海冰(bīng)的麵積和厚度都呈(chéng)現出快速的減少趨勢,或者也可以說海冰正(zhèng)在(zài)退縮。”
海冰的消失讓北極深色的水域越來越多,太陽輻射更(gèng)容易被海水吸收而不是被冰雪反射回太空,導致北極(jí)變暖的不斷加(jiā)劇,這是一種被稱為“北極放大”的反饋過程。這種過程加上影響北極地區增暖的其它現象,包括極區外大氣向極地的熱量(liàng)和水汽輸送、泛極地區域(yù)凍土(tǔ)融化釋(shì)放二氧(yǎng)化碳和甲烷,冰川融化土地裸露吸收更(gèng)多熱量,北極圈森林火災不斷(duàn)等等,綜合導致過去(qù)40年裏北極變(biàn)暖的速度是其他地區的兩倍,今年更是有研究(jiū)稱,南北極的變暖速度實際(jì)都已達到了地(dì)球平均(jun1)水平的三倍以上。
對未來北(běi)極海(hǎi)冰的預測,國際上(shàng)主流觀點認為(wéi)本世紀中葉前,北(běi)極可(kě)能會出現無冰狀態,即海冰覆蓋(gài)範圍小於(yú)100萬平方公(gōng)裏(lǐ),但是如(rú)果不限製(zhì)溫室氣體排放,北極無冰狀態出現的時間將會提前。
8月10日,《自然·氣候變(biàn)化》雜誌發表的英國氣象(xiàng)局哈德利中心的研究(jiū)論文預測,若不采(cǎi)取措施限製溫室氣體排放,北極海冰可能在2035年完全消失。8月(yuè)13日,《自然·通訊地球與環境》刊登的美國俄亥俄州立大學一項新研究表明,格陵蘭島的冰蓋已經融化到無可(kě)挽回的地步,每年向海(hǎi)洋傾瀉的冰塊超過2800億噸,成為全球海平麵(miàn)上升的(de)最大貢(gòng)獻者。
種種跡象(xiàng)表明,作為全球氣候變化的重要指示器,北極海冰融(róng)化已不容忽視。冰架坍塌,冰蓋融化,不(bú)僅導致海平麵上升,淹沒部分島嶼,影響沿海城市,還會影響大氣和(hé)海洋(yáng)環流(liú),增加氣候災害,引發物種(zhǒng)危機等等。在這樣的挑戰麵前,迫切需要各國攜手共同抗擊全(quán)球氣候變化。
北極海冰將(jiāng)於2065年(nián)無冰?
中國氣象報實習記者(zhě) 張藝博
隨著(zhe)全球碳排放量增加(jiā),全球變暖效應(yīng)顯著,北極經曆了前所未有的變化,最顯著的特征(zhēng)就是北極氣溫升(shēng)高的速度是其他地區的兩倍多。北極海冰也在發生巨大變化:海(hǎi)冰密集度降低、範圍迅速減少(shǎo)、厚(hòu)度降低(dī),且具有從多年凍冰向季節性海(hǎi)冰轉換的趨勢。
為預(yù)測未來氣候變化,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)征集了全(quán)球約40個模式(shì),目前第五次全球(qiú)耦合模式比較計劃(CMIP5)已經全部完成(chéng),被(bèi)認為是當前較為權威和(hé)主流的觀點,其(qí)中包含了對北極海冰未來發展的預測。海冰模式利用(yòng)曆(lì)史海冰、大氣和海洋數據建立統計模型,用來預測海(hǎi)冰密集度、海冰厚度等的空間分布。
CMIP5模式顯示未來(lái)全球變暖背景(jǐng)下,北極9月海冰會不斷融化,本世紀中葉前,北極可能會出現無冰狀態,空間範圍不(bú)斷向格陵蘭島收縮。
CMIP5中模擬效果最好(hǎo)的模式(shì)結果顯示在人類碳排放量減少的情況下,北冰洋將(jiāng)在2065年9月首次達到無冰狀態,但也有許多模型顯示,在21世紀末海冰範圍仍然保持在200萬平方公裏以上。而在未(wèi)來人(rén)類活動排放的CO2等溫室氣(qì)體不斷增加的(de)情(qíng)景(jǐng)下,北極海冰生存環境或將會進一步惡化。模擬效果較(jiào)好的模(mó)式普遍認為在2040年(nián)至2060年間,北極將首次出(chū)現無冰狀態,這被認為是北極氣候的“轉折點”。
除海冰範圍將會大幅度減小外,海冰厚度也將明顯變薄(báo)。當前(qián),加拿大群島附近的北極區域海冰(bīng)厚度最高,以此為中心向(xiàng)周圍逐漸變薄。據CMIP5的預測,北冰洋整體海冰將會(huì)進一步變薄,加拿大群島(dǎo)附(fù)近將成為北極海冰最後的“避難所”。
此外,最新觀(guān)測證明,今年(nián)9月將是有觀測記錄以來(lái)北極(jí)海冰範(fàn)圍的史(shǐ)上第(dì)二低值(zhí)。
孫丞虎認為,CMIP5所模擬出的(de)結果具有一定參考性,但由於(yú)自然季節性恢複以及大氣內部變率的影響,海冰也會出現短暫恢複性增長,對於海冰範圍(wéi)的減少具有一定抑製作用。但(dàn)這並不意(yì)味著北極未來海冰情況是樂(lè)觀的,由於(yú)重新生成的海冰大多為薄冰,可能會發生破碎融化而重新消失。全球變暖、海冰融化關乎人類生存和命運,需要國(guó)際社會共同努力,阻止全(quán)球進一步變暖。
北極升溫致北半球氣候變化明顯
中國氣象報記者 李一鵬
近年來,北極氣溫(wēn)迅速升高(gāo),且速度超過全球其他(tā)緯度。
“北極變暖不僅(jǐn)是某一個測站某一個時間點的變暖,而是整個北極地區所有(yǒu)觀測站點的(de)平均氣(qì)溫相(xiàng)對於氣候平均(1981-2010) 年的(de)溫度異常,多套再分析資料均一致顯示北極地區增暖的速度是全(quán)球平均的2倍至3倍。”肖棟說。
北極曆來是(shì)影響東亞冬季天氣、氣候的關鍵區域之一。在大氣環流中,如果某一區域溫度(dù)顯著升高,很(hěn)可能影響到大氣整體環(huán)流形勢,這是相對容易理解的過程。北極升溫迅速,一方麵大氣變暖,另一方麵海冰會融化,這都會影響到整體的氣候。
“從氣候動(dòng)力學角度來看,北極變暖會導致北極(jí)和中緯度之間(jiān)的溫度梯度減小,導(dǎo)致大氣正壓性增強,有利於中緯度極端天氣氣候事件的發生。”肖棟介紹。
北半球中緯度是世界人口的密集區,在北緯20度至65度的(de)溫帶(dài)和亞熱帶區域內居住著約80%的世界人(rén)口(kǒu)。研究顯示,北極變化與中國極端高溫、極端低溫、強降水、暴雪、霾日數,以及歐洲(zhōu)的高溫熱浪、歐亞大陸北部冬季變冷趨勢、美國東北部暴(bào)風雪等有密(mì)切聯係(xì)。
據武炳義介(jiè)紹,目前(qián)秋、冬季節是北極海冰快速形成時期,此時北極海冰對(duì)大氣環(huán)流的影(yǐng)響要強於大氣對海冰的(de)影響(xiǎng)。北極海冰(bīng)通過以下兩個可能機製來影響東亞冬季的天氣、氣候:一是北極海冰的負反饋(kuì)機製,二是由海冰異常偏(piān)少引起的(de)平流層—對流層相互作用機製。秋、冬季節(jiē)北極海冰異常偏少,特別是巴倫支海—喀拉海海冰異常偏少,可以加強冬季西伯利亞(yà)高壓(東亞冬季風偏強)。
當然,關於北極變化與中緯(wěi)度天氣氣候之間是否有聯係仍是當前的熱點(diǎn)科學問題,甚(shèn)至(zhì)存在激烈爭論。“盡管氣象學者已經對北極變暖的機製進行了(le)大量研究,但是北極變暖的速度還是(shì)超出了預期, 說明九幺免费版(men)對北極變暖機製的了解仍有不足。”肖棟說。
但如果北極持續“高燒”,按照北極海冰預計2050年全部融化來計算,途徑北冰洋的西北航(háng)道將完全開放,將(jiāng)會縮短約1/3的航運成(chéng)本,但格陵蘭冰蓋會進一步融化。若格(gé)陵蘭冰蓋完全融化,全球海平麵將上升約7米,全球上百個海濱城(chéng)市包括(kuò)上海和廣州(zhōu)將沉入水底。此外,北極(jí)變暖會導致中高緯度凍(dòng)土解封,對建造在凍土之上的高(gāo)速路、管道、軌道、橋梁等等基建造成較大(dà)的安全隱(yǐn)患,並且藏於其中的史前病毒可(kě)能(néng)會被釋放到自然(rán)界之中。隨著北極氣候變暖,北半球中緯度地區頻頻發生極端高溫事件,發生森林火災的風險越來(lái)越高。
肖(xiāo)棟建議,防範北極變暖對我國的不利(lì)影響,需要從短期和長遠(yuǎn)兩個方麵來做準備。短期來講,加強(qiáng)關於北極的基礎研究,尤其是發展考慮北極(jí)信號的天氣至季節預報和預測方法,防範北極變暖(nuǎn)可能引起的極(jí)端天氣氣(qì)候事件對(duì)我國人(rén)民生命和財(cái)產(chǎn)安全的威脅。從(cóng)長遠來講,需要全球各國相向而行,落實《巴黎協(xié)定》,采取更加嚴格的(de)減排計(jì)劃減緩氣候變暖,才是根本所在。
(來源:《中國氣象報》2020年9月25日四版 責任(rèn)編輯:王美麗)
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