北極海冰溶化現象如何影響全球?

據美國宇航局(NASA) 7月21日的官方訊息,美國宇航局“冰橋行動”(Operation Ice Bridge)勘測了美麗如藍寶石、卻令人憂心的融冰區。預計今年夏天,北冰洋的海冰將會縮減至低於平均值的水平。

北極海冰溶化現象如何影響全球?

(圖片來源:NASA/Operation Ice Bridge)

上圖中海冰之上的大片融冰“池塘”,是在2016年7月14日,於“冰橋行動”的飛行勘測期間拍攝的。這一行動將描繪北冰洋融冰池的範圍、多少和深度,以幫助科學家對北極海冰的在9月的年度最低限做出預測。

北極海冰是如何形成的?

北極海冰是指北極地區直接由海水凍結而成的鹹水冰,亦包括進入海洋中的大陸冰川、冰山和冰島等。北極地區穩定的冰蓋佔據北冰洋海綿三分之一以上,並覆蓋格陵蘭和其他島嶼以及高緯大陸地區。北極地區冰蓋總面積約為1330萬平方公里,其中1100萬為海冰,200萬為陸冰。

北極海冰像巨大的透鏡,其中心平均厚度達3-4米,其厚度向邊緣逐漸減小。並且由於這些冰是有許多不連續的冰場組成的,在空氣和洋流的作用下不斷移動,所以冰界也是不斷變化的。在海冰的移動中,往往由於擠壓作用,形成冰山(冰的堆積),其厚度顯著超過冰蓋平均厚度,可達幾百米。而高大的冰山往往不是海洋自生的,是來自於大陸冰川分裂下來的冰山,進入海洋。格陵蘭半島上大陸冰層平均厚度1500米,有的達1900米。

海冰是在海上所見到的由海水凍結而成的冰。海水有一定鹽度,與淡水不同使海水最大密度時的溫度不是4℃,而是隨鹽度之增大而降低,同時海水的冰點也要下降。當鹽度為24。7‰時,海水密度最大時的溫度與其冰點一致為- 1。332℃。鹽度再增大,海水密度最大時的溫度還可降到其冰點以下。因此,海水與純水不同,它不能在某個溫度下突然完全凍結,因為海水溫度降至冰點開始結冰後,冰中許多小洞穴內的海水的鹽度逐漸加大,欲使其繼續結冰,還需使溫度下降至更低的冰點。

北極海冰溶化現象

古氣候研究表明,從前的海洋冰蓋發生了顯著的變化,在第四紀期間(最近的百萬年)並改幾次延伸到了溫帶,並且巨大的大陸冰凍也相應得到了發展。古氣候和歷史資料也表明,在最近幾千年期間北極冰界的位置也發生了明顯的振動。在暖氣海洋冰遠遠向北退縮,大陸冰凍面積也明顯收縮,這種溫暖的最近期間發生在數千年前。

在北冰洋海冰的南界大致從埃爾斯米爾島北部開始,沿博登島經新西伯利亞島北面到格陵蘭北部。浮冰的範圍以4月最大,北冰洋及其周圍海域全部有冰。北大西洋的浮冰南界在巴倫支海西南部、格陵蘭海南不及紐芬蘭的東南約42°N附近。備胎冰洋的浮冰南界從阿拉斯加半島南端開始,經白令海中部、堪察加半島南端、鄂霍次克海的東南部,直至日本北部的頂端。

當前,國際社會對於北極海冰未來演變趨勢存在兩種截然不同的觀點。一種觀點認為,北極海冰減少的趨勢是不可逆轉的,未來夏季將出現無冰的北冰洋。另一種觀點認為北極海冰消融是階段性的,是可以恢復的,短期的海冰減少趨勢是氣候系統自身年代際(或多年代際)的變化造成的。

海冰溶化對全球氣候演變的影響

中國海洋大學教授趙進平稱,北極海冰覆蓋在海洋表面,猶如隔熱毯鋪墊在大氣與海水之間,阻隔了大氣與大洋之間的能量交換。海冰的反照率高達55%-85%,即使在太陽輻射強烈,極晝時期的夏季,熱能還是被海冰反射回去。所以,盛夏季節的北冰洋,依然保持著涼爽。冬季極夜來臨的時候,海冰又阻斷了熱能由海洋向大氣的傳輸,減弱了海水熱量的釋放,使得北冰洋在寒冷的冬季,仍能保持相對溫暖。

歐洲環保總署署長Jacqueline McGlade女士表示,如果北極的冰雪全部融化,地球的海平面就會上升7米,包括上海、廣州等眾多城市將會被淹沒。如果南極和北極的冰川完全融化,平球的海平面將上升近70米。此外,北極海底至少蘊藏著四千億噸的甲烷,如果北極冰蓋完全融化,造成甲烷大規模釋放,將急劇加速暖化程序,甲烷造成的暖化效果是二氧化碳的二十三倍。

大氣變暖以後氣壓會降低在北極形成一個強大的低壓系統,透過低壓系統的作用能將能量傳遞到全球,這樣對全球氣溫上升起到了“火上澆油”的作用,而全球氣溫上升又加劇了北極海冰的融化,就形成了一個惡性迴圈。除此之外,北大西洋地區是驅動全球大洋環流的關鍵地區,北極特別是北大西洋地區海冰融化將導致該地區淡水補給增加;該地區海水溫度的上升和海水鹽度的減少,也將對全球海洋環流的執行帶來重大影響。一旦全球海洋環流被破壞,就會導致全球性氣候災害的發生。(光明網實習記者 葉碧華)