为什么北极海冰很重要

自1975年以来,北冰洋中部的冰层已经变薄了60%以上。(照片:Pablo clementte - colon [CC BY 2.0/ NOAA)

北极最近不是它自己。那里的气温上升速度是全球的两倍,引发了一系列历史上从未见过的变化。

最引人注目的例子之一是该地区的海冰,现在每十年减少约13%,12个最低的季节性最小值都是在过去12年记录的。2018年9月,北极海冰与第六低根据美国国家冰雪数据中心(NSIDC)的数据。

美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的气候变化高级科学家克莱尔·帕金森在一份报告中说:“与我们在2012年看到的创纪录的最低程度相比,今年的最低程度相对较高,但与上世纪70年代、80年代甚至90年代的最低程度相比,仍然较低。声明关于2018年的最低要求。

北极海冰总是随着季节的变化而增减,但其平均夏末最小值现在正在减少每十年13.2%据美国国家海洋和大气管理局(NOAA)称。并在其2018北极成绩单美国国家海洋和大气管理局报告说,最古老的北极海冰——至少冻结了4年,使其比年轻的、更薄的冰更有弹性——现在正在急剧减少。据美国国家海洋和大气管理局报告,1985年,这块最古老的冰约占整个冰原的16%,但现在不足1%,代表损失95%33年。

“十年前,北极的大片地区的冰已经有好几年的历史了,”美国宇航局的研究员亚历克·佩蒂(Alek Petty)说告诉华盛顿邮报.“但现在,这是一个罕见的现象。”

科学家们普遍认为,主要的催化剂是人类引起的气候变化,这是由被称为北极放大的反馈循环推动的。(与此同时,南极的海冰则更多缓冲变暖)。这个基本问题甚至在门外汉中也已为人熟知,这主要是因为它引人注目对北极熊的影响

但是,尽管许多人意识到人类通过全球变暖间接破坏了海冰,但人们往往不太清楚这一等式的反面。我们知道海冰对北极熊很重要,但为什么两者对我们都很重要呢?

这样的问题忽略了气候变化的许多其他危险,从更强的风暴干旱持续到沙漠化和海洋酸化。但即使在真空状态下,北极海冰的减少也是灾难性的——不仅仅是对北极熊而言。为了解释其中的原因,以下是它不太为人所知的七个好处:

1.它反映了阳光

阳光的角度,加上海冰的反照率,有助于保持两极的寒冷。
阳光的角度,加上海冰的反照率,有助于保持两极的寒冷。 (照片:美国国家航空航天局)

地球两极的寒冷主要是因为它们得到的直射阳光比低纬度地区少。但还有另一个原因:海冰是白色的,所以它把大部分阳光反射回太空。这种反射率被称为“反照率”,它通过限制两极的吸热来帮助保持两极的寒冷。

随着海冰的减少,更多的海水暴露在阳光下,海洋吸收了更多的热量,这反过来又使更多的冰融化,进一步抑制了反照率。这就形成了一个正反馈循环,这是变暖导致更多变暖的几种方式之一。

2.它影响洋流

温盐环流
洋流的全球传送带,又名“温盐环流”。 (照片:美国国家航空航天局)

洋流的全球传送带,又名“温盐环流”。(图片:美国国家航空航天局)

通过调节极地温度,海冰也影响着全球的天气。这是因为海洋和空气就像热机一样,在不断追求平衡的过程中,把热量输送到两极。一种方法是大气环流,或空气的大规模运动。另一种较慢的方法发生在水下,在那里,洋流沿着“全球传送带”传递热量,这个过程被称为温盐环流.在当地温度和盐度变化的推动下,这影响了海洋和陆地的天气模式。

海冰的减少对这一过程有两个主要影响。首先,两极变暖会通过调整温度梯度来扰乱地球的整体热流。其次,风的变化将更多的海冰推向大西洋,在那里融化成冰冷的淡水。(海水结冰时会排出盐分。)由于盐度降低意味着水的密度降低,融化的海冰会漂浮起来,而不是像冷盐水那样下沉。由于温盐环流需要高纬度地区的寒冷下沉水,这可以阻止来自热带地区的温暖上升水的流动。

3.它隔绝了空气

尽管北冰洋很冷,但它仍然比冬天的空气暖和。海冰起到了两者之间的绝缘作用,限制了向上辐射的热量。除了反照率,这是海冰维持北极寒冷气候的另一种方式。但随着海冰的融化和破裂,它会变得布满缝隙,让热量散去。

“北冰洋和大气之间大约一半的热量交换是通过冰的开口发生的,”根据NSIDC的数据

4.它将甲烷阻挡在海湾

正在融化的北极海冰
科学家发现,海冰的缝隙会向大气中释放甲烷。 (照片:CatchaSnap /在上面)

通过脆弱的海冰渗透的不仅仅是热量。科学家们早就知道,北极苔原和海洋沉积物中含有大量冰冻的甲烷,如果它们融化并释放出强大的温室气体,就会对气候构成威胁。但在2012年,美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的研究人员发现了“一个令人惊讶的、潜在重要的”北极甲烷新来源:北冰洋本身。

在楚科奇海和波弗特海的北部,研究人员发现了神秘的甲烷烟雾,这是无法用湿地、地质水库或工业设施等典型来源来解释的。注意到固体海冰上没有这种气体,他们最终追踪到破碎冰暴露的表层水域。他们仍然不确定为什么北极海水中会有甲烷,但微生物和海底沉积物可能是嫌疑人。

美国宇航局的埃里克·科特在一份报告中说:“虽然我们检测到的甲烷含量不是特别高,但潜在的来源区域——北冰洋——是广阔的,所以我们的发现可能代表着一个值得注意的新的全球甲烷来源。声明.“随着气候变暖,北极海冰覆盖面积继续减少,甲烷的来源很可能会增加。”

5.它能限制恶劣天气

2012年8月5日,卫星在北冰洋发现了这次异常强烈的风暴。
2012年8月,卫星发现了这次异常强烈的北极风暴。 (图片来源:NASA/戈达德/MODIS快速反应小组)

众所周知,全球变暖通常会增加恶劣天气,但根据NSIDC的说法,海冰的损失也有利于北极本身更大的风暴。未被破坏的大片海冰通常限制了水分从海洋进入大气的量,使强风暴更难形成。随着海冰的减少,风暴更容易形成,海浪也会变得更大。

“随着夏季海冰范围的下降,”国家冰雪数据中心的报告在美国,“这些风暴和海浪更加常见,海岸侵蚀正在威胁一些社区。”

瓦,阿拉斯加例如,多年的冰川消融让海浪吞噬了已经因永久冻土融化而变软的海岸线。海水现在侵入了小镇的饮用水,威胁到沿海的燃料储备。2016年8月17日,Shishmaref的因纽特人村民投票赞成把他们的祖屋搬到更安全的地方。与此同时,北极风暴和海浪的膨胀也可能会形成另一个反馈循环,破坏现有的冰,并在搅动海洋时阻碍新的生长。

6.它支持当地人

因纽特人乘狗拉的雪橇旅行
因纽特人和其他北极土著居民经常乘坐雪地摩托旅行,尽管图中这群人使用的是狗拉的雪橇。 (照片:megapixel.org/Shutterstock)

Shishmaref是一个极端的例子,但这里的居民并不是唯一眼睁睁看着自己的家园倒塌的人。史密森学会人类学家伊戈尔·克鲁普尼克在2011年的北极气候变化峰会上说,近180个阿拉斯加土著社区已被确定为易受侵蚀的社区,其中至少12个已经决定迁移到地势较高的地方。

许多北极人依靠海豹和其他本地动物为食,然而海冰的恶化会使追捕某些猎物变得越来越困难和危险。猎人们不仅要等更长的时间等冰形成,还要在更泥泞的地形上走得更远。“无论我们问哪里的人,他们都在谈论越来越多的不确定性,”Krupnik说。“他们谈到了天气和天气模式的不规则变化,他们谈到了洪水和风暴,他们谈到了外出如履薄冰的新风险。”

在离岸更远的地方,海冰消融通常被认为是石油、天然气和航运业的好消息,这些行业已经在争夺新的无冰水域的钻探权和航线。这样的活动可以自己制造风险——从被船撞死的鲸鱼到被石油泄漏污染的海岸——但也可能会受到更强的风暴和海浪的阻碍,这要感谢最初使它成为可能的同样是海冰的减少。

7.它支持本地野生动物

冰上的北极熊
北极熊和其他动物正在努力适应海冰减少的环境。 (照片:FloridaStock /在上面)

海冰的消失使北极熊成为气候变化的典型代表,不幸的是,这只鞋适合北极熊。和人类一样,它们位于北极食物网的顶端,因此它们的困境反映了一系列生态灾难。它们不仅直接受到气候变暖的伤害,因为气候变暖融化了它们用来捕猎海豹的冰筏,而且还间接地受到了猎物的影响。

例如,北极海豹利用海冰作为一切,从产科病房和幼崽育儿室到掩护跟踪鱼类和逃跑的捕食者。海象也用它作为休息和聚集的地方,所以没有它可能会迫使它们过度拥挤的海滩游得更远去寻找食物。据报道,驯鹿在迁徙时掉进了薄海冰中许多威胁顽强的食草动物面临气候变化。

不过,并不是所有的野生动物都喜欢北极海冰。温暖开阔的海洋让迁徙的鲸鱼在夏天待得晚些;来自阿拉斯加和格陵兰岛的弓头鲸甚至开始在西北航道汇合。冰的减少意味着海洋食物网的基础——浮游植物能得到更多的阳光。NOAA的数据显示,1998年至2009年,北极藻类产量增长了20%。

海冰的减少也有助于北冰洋从空气中吸收更多的二氧化碳,至少从大气中去除一些吸热气体。但就像气候变化的大多数明显好处一样,这一线希望也有阴云:美国国家海洋和大气管理局(NOAA)报告称,过量的二氧化碳正在使北冰洋部分地区变得更酸,这一问题对贝类、珊瑚和某些类型的浮游生物等海洋生物可能是致命的。