南極海冰自2015年之後開始出現曆史性消融。一項新研究找到真凶：一場風暴在冰上撕了個(ge) 洞，啟動了海冰消融連鎖反應。

　　作者 | 段歲寒 茨城大學地球物理學博士

　　《非誠勿擾2》裏有個(ge) 著名段子：在一次慈善競拍中，禮儀(yi) 小姐稱，因為(wei) 氣候變暖，北極冰川正在融化，一想到企鵝寶寶就要失去它們(men) 的家園，她的心都要碎了。孫紅雷飾演的富豪擲重金拿下了拍品，卻“很壞地”告訴她，北極一時半會(hui) 兒(er) 融化不了，就是融化了企鵝寶寶也會(hui) 沒事，因為(wei) 它們(men) 住在南極。

　　雖然是個(ge) 老梗，不過就在2015年之後，《非2》上映不到5年，南極冰迎來了曆史性大消融，短短兩(liang) 年就失去了120萬(wan) 平方公裏的海冰麵積，相當於(yu) 兩(liang) 個(ge) 法國。同樣令人意外的是，企鵝寶寶不僅(jin) 沒事，還活得更加興(xing) 旺了。這是怎麽(me) 回事呢？最近，兩(liang) 項新研究分別揭示了原因。

　　南極冰蓋和海冰

　　如果問全球的冰都集中在哪裏，大部分人都知道在兩(liang) 極。但南極、北極區別大了。很難想象，北極的總冰量隻是南極一個(ge) 零頭。據統計，南極洲冰蓋的冰量占到全球總冰量的90%，另外9%在北極的格陵蘭(lan) 島，餘(yu) 下1%才是其他。

　　但是僅(jin) 看結冰麵積，南北極不可能相差這麽(me) 大。我們(men) 的直覺是對的。冰量差別主要來自冰的厚度。南極冰下有大麵積大陸“打底”，周邊海冰依附於(yu) 大陸向海洋延伸，冰蓋是大頭。而北極冰下方大多是凍結後的一片汪洋，海冰占據了絕大麵積。

　　冰蓋專(zhuan) 指連續覆蓋了5萬(wan) 公裏以上的陸地冰川（也稱“大陸冰川”），相比海冰，厚度要大好幾個(ge) 數量級。

　　目前全球冰蓋僅(jin) 分布在南極洲，以及北極的格陵蘭(lan) 島上。前者冰麵積約為(wei) 後者8倍。南極冰蓋大約在500萬(wan) 年前就發育到了如今的規模。它覆蓋在南極洲大陸上方，近似圓形，直徑接近5000公裏，麵積達到1400萬(wan) 平方公裏。沿著它的邊緣分布著陸緣冰，麵積約150萬(wan) 平方公裏。格陵蘭(lan) 冰蓋則覆蓋在碟狀盆地上，總麵積約180萬(wan) 平方公裏。

　　南極冰蓋示意圖：灰色代表陸地，上方即為(wei) 冰蓋。紅色表示夏季海冰最小值，紅色+白色表示冬季海冰最大值（1981-2010平均）|作者供圖

　　大部分南極冰蓋的厚度在2500米以上，最厚處達到4500米。格陵蘭(lan) 冰蓋最厚處達3400米。這樣廣闊的麵積，加上超級厚度，冰量是個(ge) 天文數字。

　　而海冰直接在海上形成，厚度通常小於(yu) 3米。因為(wei) 海冰夏天消融，冬天擴張，麵積不定，科學家們(men) 給出了一個(ge) 平均值。據測算，北極海冰和南極海冰年均麵積分別約為(wei) 1000萬(wan) 平方公裏和1200萬(wan) 平方公裏。在各自的寒冷季節，北極海冰可以擴張到1600萬(wan) 平方公裏，南極海冰則動輒超過2000萬(wan) 平方公裏（相當於(yu) 兩(liang) 個(ge) 以上中國陸地麵積）。

　　由於(yu) 海冰厚度較小，兩(liang) 極海冰的冰量並未像麵積那樣驚人。所有海冰加在一起，不過地球總含冰量的0.1%左右。冰蓋才是地球貯冰的絕對主力。

　　全球冰量構成圖。南極冰蓋是絕對主力。 | 編輯製圖

　　冰穴帶來南極海冰創紀錄消融

　　不論是海冰還是冰蓋，兩(liang) 極的這些大冰塊總是牽動眾(zhong) 人神經，因為(wei) 可能些微變化就會(hui) 影響全球氣候和生態。

　　近年來，我們(men) 經常聽到人們(men) 對於(yu) 冰川融化、海平麵上升的擔憂。不同於(yu) 漂浮的海冰，融化後在水麵下所占體(ti) 積幾乎相等、對海平麵影響不大，冰蓋如果融化了，這些處於(yu) 陸地上的冰凍水體(ti) 就會(hui) 流向海洋，使得其水量增加，水平麵隨之上升。

　　有人做了一個(ge) 計算，如果南極冰蓋徹底融化，地球海平麵將上升60米，人類即麵臨(lin) 天劫一般的災難。但實際上，這有些多慮了。因為(wei) 南極本身氣候寒冷，數千米的冰蓋高度和廣大的反射麵積又加劇了熱量的流失，南極冰蓋本身受到地球變暖的影響其實尚小。

　　不過，它周圍的陸緣冰和海冰受到地球變暖趨勢的影響，則幾乎是板上釘釘的事實。

　　最近幾十年，隨著全球變暖持續，北極海冰早就呈現逐年減少的傾(qing) 向，而南極海冰則呈現強烈波動，甚至直到2015年之前，南極海冰麵積都在逐步增長。

　　消融中的北極海冰。| NASA

　　但這一切在2015年發生了變化。2016年到2017年間，南極海冰麵積經曆了曆史性的下跌，短短兩(liang) 年間就損失了120萬(wan) 平方公裏，相當於(yu) 兩(liang) 個(ge) 法國麵積。這引起科學家們(men) 的高度緊張。難道全球變暖加速了？

　　直至最近，一項新研究終於(yu) 揭開了謎底：從(cong) 2015年9月開始，一次強烈風暴引發的冰穴，觸發了南極海冰的連鎖消融。

　　那是威德爾海海域的一次風暴，風暴帶來的溫暖氣流讓多處海冰發生裂縫、崩解和消融。隨後，在11月，南極的盛夏時節，那年的夏日格外熾烈，南極平均溫度比往年高出3度，一個(ge) 不速之客悄然造訪：南極海冰的核心區域出現了一個(ge) 冰穴。

　　冰穴是海冰中的無冰區域，之前40年中從(cong) 未出現。失去了冰層的深色水麵頓時暴露在外，像一隻“死亡之眼”一樣貪婪地吸收著陽光。這進一步加速了冰層的融解。從(cong) 而又暴露了更大的水麵。連環的相互加強作用，讓海冰消亡逐漸失控。

　　同年12月以及次年（2016年），同樣的事件又在其他區域連續上演。南極過去幾十年一直保持的海冰增長態勢被迅速打斷，並一去不複返。

　　南極海冰中出現的冰穴。 | NASA（2017年9月25日）

　　科學家們(men) 也由此勾勒出了極地海冰消融的潛在路線：暖風暴和炎熱天氣疊加，將有極大幾率形成冰穴，帶來的必然後果就是海冰連鎖性大消融。

　　企鵝在氣候變化中意外“得利”

　　像極地這樣簡單而缺乏容錯能力的氣候生態係統，麵對變化自我調節能力往往非常弱。如果照目前態勢發展，南北極海冰都將十分危險，物種生存唯艱。

　　據一項最新研究預測，如此下去北極熊將可能無法借助海冰漂浮和獲取食物，在80年內(nei) 瀕危甚至滅絕。

　　不過，令人意外的是，並不是所有物種都那麽(me) 倒黴。就目前所知，企鵝竟然在這個(ge) 過程中上位了。

　　極地生物學家很早就注意到，南極的阿德利企鵝種群數量和海冰麵積成負相關(guan) 關(guan) 係：當海冰麵積減少時，它們(men) 就將迎來繁殖良機，而擴大種群；當海冰麵積增大，其繁殖和育雛行為(wei) 則會(hui) 受到打擊，導致種群數量減少。

　　這一奇怪現象，也被科學家借這次南極海冰消融之機破解。

　　原來，企鵝喜歡水而不喜歡海冰。因為(wei) ，在繁殖季節，它們(men) 必須翻山越嶺，跨越茫茫海冰，才能到達可以潛水的未凍結海域尋找食物。而企鵝的體(ti) 型擅長遊泳而不擅長行走，在海冰少的年份，這份辛苦將大大減少。

　　據統計，在海冰少的年份，企鵝每天平均可以少移動近5公裏，花在覓食上的時間比多冰年份最多可減少近8小時（2010-2017年數據）。

　　更少步行節約下來的體(ti) 能，讓企鵝在海中狩獵範圍更寬廣，同類間的競爭(zheng) 壓力大為(wei) 減少。並且，暴露的海麵可以吸收更多陽光，讓浮遊生物數量增加，以之為(wei) 食的魚和磷蝦蝦也增加了，企鵝的食物更充足。

　　種種因素都讓阿德利企鵝生活更滋潤了。不僅(jin) 體(ti) 重在少冰年份平均增加了5~17%，雛鳥的存活率和體(ti) 重也大幅增長。

　　愛潛水的阿德利企鵝。| webshots.com

　　但是，這隻是眾(zhong) 多不幸中的一個(ge) 例外。南極企鵝無疑是全球變暖趨勢下的少數幸運兒(er) 。大部分極地生物，都將在全球變暖態勢下迎來噩夢。

　　雖然海冰融化一時間威脅不到我們(men) 人類的生存，但我們(men) 也不得不提前思考一個(ge) 問題：當我們(men) 放任自己翻弄其他物種命運的時候，是否確定自己能夠背負一切後果。

　　參考文獻：

　　[1] Recent Decrease of Summer SeaIce in the Weddell Sea, Antarctica

　　https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2020GL087127

　　[2] Fasting season length setstemporal limits for global polar bear persistence

　　https://www.nature.com/articles/s41558-020-0818-9

　　[3] Foraging behavior links sea iceto breeding success in Antarctic penguins

　　https://advances.sciencemag.org/content/6/26/eaba4828

　　[4] Understanding climate/Antarctic sea ice extent

　　https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/understanding-climate-antarctic-sea-ice-extent

　　[5] 北極・南極域の海氷

　　https://www.data.jma.go.jp/gmd/kaiyou/data/shindan/sougou/pdf_vol2/1_3_1_vol2.pdf

　　[6] Fasting season length setstemporal limits for global polar bear persistence

　　https://www.nature.com/articles/s41558-020-0818-9?mc_cid=f6db3902b4&mc_eid=db26089c2c

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