来自 科技 2021-10-20 09:57 的文章

非诚勿扰126期 北极海冰:气候变化的关键指标和“放大器”

来源:中科院之声

1、北极海冰范围达到年内最小,创历史第二小的记录

2019年9月17日,北冰洋海冰范围达到了2019年的最小值,约为415万平方公里,比1980-2010年期间的气候平均值(628万平方公里)小约34%,偏离气候态的幅度超过90%的百分位,这一数值仅比2012年数值大,是有现代观测记录以来海冰范围第二小的年份。从今年年初开始,北极海冰范围即逼近甚至超过历史最小值,从8月中旬开始由于受海表面风向变化的影响,才止住快速减少的趋势。

图1。 2019年9月中旬,北极海冰范围达到年内最小值,这是有现代观测记录以来海冰范围第二小的历史记录,北极海冰范围数据来自于美国国家冰雪数据中心(https://nsidc.org/data)。

一般而言,9月之后随着秋冬季的到来和海温的降低,北冰洋开始形成新的积冰,海冰范围开始逐渐增加,没有融化的部分积累成为多年积冰,一直到来年三月份海冰范围达到最大,随着春夏季的到来不断融化,直到9月份达到最小值,从而形成北极海冰的年循环过程。尽管关于海冰的数据有长达1450年的代用资料(Kinnard et al。, 2011; Vavrus et al。, 2017),但是海冰的监测数据在1950s年以前总体偏少,自20世纪70年代末进入卫星时代之后,数据才真正丰富起来。

北极海冰范围和面积大小不仅影响航海安全、北极周边生态系统,而且是气候变化中举足轻重的成员,可以影响中低纬大气环流,造成极端的天气气候事件(Overland et al。, 2016)。海冰的反照率是海洋的5-6倍,其面积大小调制进入地球系统的入射太阳光的多少,通过冰雪-反照率的正反馈机制,对气候变化起到“放大器”的作用。在全球变暖的过程中,北极地区的增暖幅度可达全球平均值的两倍以上,被称作“北极放大”现象(Serreze et al。, 2009),这会加剧全球变暖和北极海冰的消融。事实上北极的海冰面积比上世纪70年代已经减少了40%,而总冰量则大幅度减少70%。 

在持续全球变暖的影响下,北极地区可能会进入“无冰”状态,具体含义为北冰洋的海冰面积小于100万平方公里,剩余的冰雪将主要集中在加拿大北极群岛区域。预测北极在具体哪一年进入“无冰”状态有一定的难度,这主要是因为气候系统内部变率和数值模式的不确定性影响,因此各个评估报告之间有一定的差距。2013年联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告预测的时间为约2050年。北极区域合作组织北极理事会(Arctic Council)专门设立北极监测与评估计划,2017年发布了第二次《北极雪、水、冰、多年冻土的评估报告》,报告认为北极可能在21世纪30年代后期首次出现无冰夏季状态。

2、《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》发布

2019年9月25日,IPCC在摩纳哥召开的第51次会议上发布了第六次评估(AR6)的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》(SROCC)(IPCC, 2019),报告评估了最新的关于海洋和冰冻圈的变化、影响和适应对策。报告由来自36个国家的104位顶级科学家执笔撰写,引用了6981篇正式发表的论文,经过3轮来自全球80个国家的审稿人的审阅,提出总共31176条审稿意见,体现了目前科学界对于海洋和冰雪圈的最新认识。

报告指出全球海洋和冰冻圈变化加速,在有卫星观测的1979-2018年期间,北极9月份海冰范围以每10年12.8±2.3%的速度快速减少,目前的海冰范围是至少1000年里的最小数值。北极海冰在持续变薄,1979-2018年期间,5年以上的厚冰的面积减少了约90%。全球冰冻圈都在大幅度融化和萎缩,2006-2015年,格陵兰冰盖平均每年减少质量2780±110亿吨,南极冰盖平均每年减少质量1550±190亿吨。高纬度冻土温度升至有观测记录以来的最高值,从2007年到2016年,极地和山区的冻土区域平均温度增加了0.29±0.12°C。报告预测,如果可以将2100年全球增温控制在2°C之内,极区多年冻土大概有1/4消融,而如果持续高排放,则70%的多年冻土都会消融,这会威胁到冻土中约1.44-1.6万亿吨有机碳的安全,冻土和冰川消融,也会威胁到高山斜坡的稳定性。

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