不久前,全球33家主要研究機構提交了對今年9月海冰覆蓋麵積的展望。
其中,中科院大氣物理研究所大氣科學和地球流體(ti) 力學數值模擬國家重點實驗室(LASG)提交的數值顯示,9月海冰麵積將減少到380萬(wan) 平方公裏,這將是有觀測記錄以來海冰麵積第二小值,僅(jin) 大於(yu) 2012年創紀錄的357萬(wan) 平方公裏。
國際社會(hui) 非常關(guan) 注何時會(hui) 出現北極夏季無冰狀態,即北冰洋的海冰麵積小於(yu) 100萬(wan) 平方公裏。
中國氣象科學研究院研究員任宏利告訴《中國科學報》,這個(ge) 時間節點可能在未來20~30年出現。
不過,科學家對北極何時出現夏季無冰狀態還有爭(zheng) 議。
最新海冰覆蓋麵積預測
根據衛星觀測數據,北極海冰的覆蓋麵積每年3月份最大,9月份最小。
不久前全球33家主要研究機構提交了9月北極海冰麵積展望,包括16個(ge) 數值模式預測結果和14個(ge) 統計預測結果以及3個(ge) 定性分析結果,但各機構提交的結果有較大差別。
中科院大氣物理研究所副研究員魏科介紹,其中美國華盛頓大學提交的預測數值最小,僅(jin) 為(wei) 320萬(wan) 平方公裏;其次為(wei) 美國國家海洋和大氣管理局地球物理流體(ti) 動力學實驗室提交的預測數值,為(wei) 350萬(wan) 平方公裏;LASG提交的預測數值是380萬(wan) 平方公裏,這三組數據都低於(yu) 400萬(wan) 平方公裏,遠低於(yu) 所有模式的中值範圍。
而美國海軍(jun) 研究實驗室ESPC係統、挪威METNO SPARSE、法國APPLICATE CNRM等的預測,均大幅度高於(yu) 所有模式的中值範圍,例如,ESPC係統的預測數值為(wei) 620萬(wan) 平方公裏。
對此,美國紐約州立大學教授劉驥平指出,今年春季的西伯利亞(ya) 熱浪引發了俄羅斯沿岸的海冰較早退縮,導致拉普捷夫海和巴倫(lun) 支海的海冰範圍非常小。
同時,今年入夏,北極出現了異常高溫,比如6月20日,俄羅斯西伯利亞(ya) 地區維爾霍揚斯克市白天最高氣溫達到了38℃。
這是一個(ge) 罕見的數值,因為(wei) 曆史同期此地的最高溫度僅(jin) 為(wei) 22℃。不排除今年9月北極海冰麵積傾(qing) 向“低於(yu) 400萬(wan) 平方公裏”。
全球氣候變化的“放大器”
極海冰麵積在地球係統中起著至關(guan) 重要的作用。
海冰反射了高達80%的入射陽光,起著降溫作用,海冰麵積大小調製了進入地球係統入射太陽光的多少。
當氣候變化導致溫度升高時,海冰消融加劇,極晝入射的太陽光可以更多地進入海洋,海水吸收更多熱量,溫度升高更快,進而導致更大規模的海冰消融。
這是一個(ge) 正反饋過程,彼此加強,對全球氣候變化起到“放大器”的作用。
在全球變暖過程中,北極地區的增暖幅度可達全球平均值的兩(liang) 倍以上,這被稱作“北極放大”現象,會(hui) 加劇全球變暖和北極海冰的消融。
“北極海冰麵積比上世紀70年代已經減小了40%,而總冰量則大幅度減少70%。”魏科說。
2019年9月25日,聯合國政府間氣候變化專(zhuan) 門委員會(hui) 發布了《氣候變化中的海洋和冰凍圈特別報告》,評估了最新的關(guan) 於(yu) 海洋和冰凍圈的變化、影響和適應對策,體(ti) 現了目前科學界對於(yu) 海洋和冰凍圈的最新認識。
報告指出,全球海洋和冰凍圈變化加速,在有衛星觀測的1979年至2018年期間,北極9月份海冰範圍以每10年約12.8%的速度快速減少,目前階段的海冰範圍是至少1000年裏的最小數值。
北極海冰也在持續變薄,1979至2018年期間,5年以上厚冰的麵積減少了約90%。
作為(wei) 全球氣候變化的“指標和放大器”,全球冰凍圈的健康和穩定是氣候係統穩定的基石,其快速消融必然會(hui) 深遠影響高寒地區的生態係統、海岸線穩定與(yu) 人居環境,同時也將進一步調製全球氣候係統,影響極端事件的強度和頻次。
例如,北極熊、海象和鯨魚依靠海冰的存在維持它們(men) 的狩獵、繁殖和遷徙習(xi) 慣,大幅度的海冰減少,將對北極地區的生態係統產(chan) 生深遠的影響。
“北極海冰範圍和麵積異常變化,將深刻影響航海安全和北極周邊生態係統,對中低緯大氣環流演變和極端天氣氣候事件的發生都有重要影響。”任宏利指出。
北極海冰預測非易事
北極海冰預測可以為(wei) 全球氣候變化監測、北極航道利用、北極資源開發、北極地區環境評估等提供科學依據和參考。
“現在北極海冰的預測變得越來越重要,我們(men) 需要能準確預測北極海冰的手段與(yu) 技術。然而,海冰的預測還是非常難的。”劉驥平強調說。
他表示,要想做好預測,需要建立一個(ge) 非常複雜的數值模式,這個(ge) 模式包括大氣、海冰與(yu) 海洋等,要考慮它們(men) 之間的相互作用,求解一係列非常複雜的數學物理方程,再進行預測。
“我們(men) 主要通過模式對北極海冰進行預測,中國氣象局的中國多模式集合預測係統(CMME),可每月發布南北極海冰預測業(ye) 務產(chan) 品。”任宏利介紹說。
還有一個(ge) 手段是衛星遙感。劉驥平指出,隻有高分辨率的衛星,才能夠看到海冰的形態演變狀況,提供短時海冰的監測。
但高分辨率衛星遙感在極地麵臨(lin) 很大的挑戰。被雲(yun) 覆蓋的海冰監測,使得高分辨率可見光和近紅外衛星遙感效果大打折扣;微波衛星遙感可以穿透雲(yun) ,但分辨率較低。
魏科表示,製定合理的政策和措施,進行長期的減排和短期的氣候變化適應,是應對氣候變化影響和風險的應有之義(yi) 。
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