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作者：林落 来源： 发布时间：2019-7-12 16:11:12
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2003年，美国国家科学基金会组织了一次学术休假。正是这次聚会，让25名科学家对北极的情况有了新的认识。
在此之前，尽管参与活动的科学家均从事着与北极相关的研究工作，但他们大多局限于自己单一的课题。然而，当科学家们开始分享自己的观点时，他们意识到一个可怕的事实：每个人独自发现的有关北极的变化竟然是相互关联的，甚至能够完美的结合在一起！整个北极正朝着一个不稳定的新状态倾斜，并且这种态势几乎无可挽回。
之后，这些科学家联合发表了一篇文章，提出了一个令人震惊但又充满争议的结论——以目前的变化速度，100年之内，人们就有可能见证一个无冰的夏季北冰洋，而这是数千年来从未出现过的景象。
更加令人胆战心惊的是，如今看来，北冰洋可能在2040年左右就会出现夏季无冰的情况，这比此前科学家们预测的足足提前了60年。
2018年年末，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）发布的《2018年北极年度报告》披露了两项令人担忧的趋势：过去五年是北极有记录以来最热的五年，并且该地区的变暖速度是全球平均速度的两倍之多。
北极正朝着科学家们预测的方向发生变化，其变化速度甚至比最大胆的预测还要快。短短三年间，许多数十年来一直得以保持的记录被一一打破：夏季海冰消失、冬季海冰减少、气温上升、地面消融……
严峻的现实
由于北极地区对气候变化格外敏感，因而全世界的科学家花费了大量时间和精力来观察北极。
在他们看来，北极在整个地球气候系统中就如同“矿坑里的金丝雀”——起到预兆危险的作用。在过去几年里，北极一系列记录的相继被打破，毫无疑问证明了几十年来令人不安的气候预测是正确的。但是，这些数据也反映出一个更为严峻的问题：人们对于北极未来变化的预测可能过于保守。
仅仅40年，夏季北冰洋的海冰覆盖面积就锐减了一半左右，全年海冰总量也在不断下降。直到最近，科学家还认为这些情况到本世纪中叶才会发生。
恶性循环往往会放大极小的变化。比如，一点儿多余的热量融化了洁白的海冰，让更多深色的海面暴露出来，从而减少了反射回天空的太阳能量。那些被吸收掉的热量使该区域变得更加温暖，进而融化更多的海冰。
冬季的情况同样也不乐观。例如，漂浮在北冰洋上的海冰如同一块块绝缘板，能够阻挡冰面下的热量和水分“逃逸”到大气中；然而当海冰消融后，更多的热量和水分会使温度升高，反过来又阻止了海冰的形成。通常而言，计算机模拟会低估海冰消失的速度，进而对未来全球变暖做出较为保守的预测。
消逝的“永久冰”
事实上，不断消失的海冰并非是让全球气候学家夜不能寐的唯一原因。在北极，其他两种在过去被称为“永久冰”的冰体，储量也在急剧下降。
其中一种便是常年保持冰冻状态的土壤——永久冻土。由于冻土的消融，建在永冻层上的建筑开始坍塌，树木逐渐倾斜，道路变得弯曲。除了对当地居民的正常生活造成影响外，解冻的土壤还向大气释放大量的储热气体。当封存在永冻层数千年之久的有机物融化时，细菌会将其分解为二氧化碳（有氧情况下）或甲烷（无氧情况下）。北极永冻层的含碳量是地球大气含碳量的两倍，因此永冻层一旦解冻，将会大大加剧全球变暖。由于计算机并没有充分考虑到冻土消融带来的影响，因而再次导致对全球变暖程度的严重低估。
另一种正在消融的永久性冰体是陆地上的冻结水，包括冰川和格陵兰岛厚度超过1英里的巨型冰盖。与海冰消融不同的是，这部分冰体融化形成的径流会直接汇入海洋导致海平面上升，因而会在世界范围内造成非常可怕的后果。
科学家们往往通过用卫星测量陆地冰体对地球的引力来估算其本身的质量。测量结果显示，2016年夏季格陵兰岛的冰盖总质量是2002年采用卫星测量以来的最小值，甚至比上世纪50年代后期以来的任何测量值都小（当时是通过其他方式估算冰体质量的）。近期的一项调查研究显示，与海冰减少有关的变暖效应加速了格陵兰岛表面冰盖的融化。
湿热的空气
海冰减少和北极加速变暖还会引发更加深远的影响。比如，它们的联合效应能够改变高空风，从而将南部额外的热量和水分输送至北极。
记录在案的2012年格陵兰岛表面冰盖融化就是由大气中一个异常且持续的高压脊引发的，也就是所谓的“阻塞高压”。它不仅携带着来自南部的热量和水分，同时也带来了北半球山火爆发产生的烟尘。这些烟尘附着在冰雪表面，使其变黑变暗，降低冰面的反射率，从而导致其吸收更多的热量，加速融化，由此形成恶性循环。
近几十年来，尤其在夏季，格陵兰岛附近的阻塞高压发生得愈发频繁，这极有可能是导致冰体融化量上升的原因之一。2016年夏季的冰量损失位列有记录以来的第三位，仅次于2010年和2012年。气候学家的最新研究显示，阻塞高压的频繁发生极有可能与全球变暖相关，但由于计算机模拟很难生成和分解这些阻塞模式，因此很难说这种模式在未来会产生何种影响。
另外一些发生在北极的现象同样显得十分怪异。在过去的两个冬季，北极附近的热浪接二连三地打破记录，而海冰的减少和变薄难辞其咎——阻挡热量进入大气的屏障减少了。喷流的南北摆动也为遥远的北纬地区带来热量和水分，而科学家和北极附近的居民通常会低估多余水分可能带来的强烈影响：首先，水蒸气是一种温室气体，在北极干燥的冬季大气中，少量水分便能吸收很多热量；其次，水分凝结成云后会释放潜热，进一步加热空气；最后，云层会将更多的热量困在下方，这也是导致北极融化的一个原因所在。
陷入困境
尽管人们还要学习更多的东西，但很明显的是，北极正在发生人类历史上最为剧烈的变化。鉴于这一严峻的现实，大气学家正试图确定北极发生的变化将对全球人类和生态系统产生怎样的影响，以便为未来应对做好准备。
对于北极变化产生的全球性影响，一个典型例子就是沿海洪灾。一份来自于忧思科学家联盟的报告显示，未来20年，美国约有170个沿海社区将遭受长期洪灾。如果各国依旧保持过去的二氧化碳排放量，那么到本世纪末，世界范围内大多数沿海城市都将面临经常性的、破坏性极强的洪水侵袭。
迅速变暖的北极还有可能会显著改变陆地和海洋栖息地。随着海冰的消退，浮游生物已经在新的季节出现在新的区域，吸引来自低纬度的鱼类进入北冰洋，导致本地鱼类的灭绝。高纬度地区春季融雪的提前导致冻土更早复苏，昆虫更早孵化，候鸟则可能因为过晚到达北极食物点而错过享用大餐。
北极的居民同样也感受到了影响：融化的冰体让他们无法进入传统的狩猎区域，并且不得不迁出那些曾经安全如今却受到海浪侵袭的居住地。与此同时，各个国家和大型企业纷纷涌入北极，寻找可供开发的自然资源，紧张的局势进一步升级。
这些影响是否可以避免？答案视情况而定。由于大气的反应滞后于温室气体浓度的增加，而且二氧化碳在大气中存在的时间很长，因此未来会发生变化是肯定的。但假如社会快速减少温室气体排放并且开发出能从大气中提取二氧化碳的方法，未来变化的程度及速度是可以被降低的。
旧的北极也许是冷酷的，但它至少是稳定的。新的北极正以不可逆转的方式发生变化，并对全球的生命体产生连锁反应。■
《科学新闻》 (科学新闻2019年6月刊 绿色)
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