北极海冰溶化现象如何影响全球?

作者:叶碧华 来源:光明网
2016-07-22 00:40:45

据美国宇航局(NASA) 7月21日的官方消息,美国宇航局“冰桥行动”(Operation Ice Bridge)勘测了美丽如蓝宝石、却令人忧心的融冰区。预计今年夏天,北冰洋的海冰将会缩减至低于平均值的水平。

北极海冰溶化现象如何影响全球?

  (图片来源:NASA/Operation Ice Bridge)

上图中海冰之上的大片融冰“池塘”,是在2016年7月14日,于“冰桥行动”的飞行勘测期间拍摄的。这一行动将描绘北冰洋融冰池的范围、多少和深度,以帮助科学家对北极海冰的在9月的年度最低限做出预测。

北极海冰是如何形成的?

北极海冰是指北极地区直接由海水冻结而成的咸水冰,亦包括进入海洋中的大陆冰川、冰山和冰岛等。北极地区稳定的冰盖占据北冰洋海绵三分之一以上,并覆盖格陵兰和其他岛屿以及高纬大陆地区。北极地区冰盖总面积约为1330万平方公里,其中1100万为海冰,200万为陆冰。

北极海冰像巨大的透镜,其中心平均厚度达3-4米,其厚度向边缘逐渐减小。并且由于这些冰是有许多不连续的冰场组成的,在空气和洋流的作用下不断移动,所以冰界也是不断变化的。在海冰的移动中,往往由于挤压作用,形成冰山(冰的堆积),其厚度显着超过冰盖平均厚度,可达几百米。而高大的冰山往往不是海洋自生的,是来自于大陆冰川分裂下来的冰山,进入海洋。格陵兰半岛上大陆冰层平均厚度1500米,有的达1900米。

海冰是在海上所见到的由海水冻结而成的冰。海水有一定盐度,与淡水不同使海水最大密度时的温度不是4℃,而是随盐度之增大而降低,同时海水的冰点也要下降。当盐度为24.7‰时,海水密度最大时的温度与其冰点一致为- 1.332℃。盐度再增大,海水密度最大时的温度还可降到其冰点以下。因此,海水与纯水不同,它不能在某个温度下突然完全冻结,因为海水温度降至冰点开始结冰后,冰中许多小洞穴内的海水的盐度逐渐加大,欲使其继续结冰,还需使温度下降至更低的冰点。

北极海冰溶化现象

古气候研究表明,从前的海洋冰盖发生了显着的变化,在第四纪期间(最近的百万年)并改几次延伸到了温带,并且巨大的大陆冰冻也相应得到了发展。古气候和历史资料也表明,在最近几千年期间北极冰界的位置也发生了明显的振动。在暖气海洋冰远远向北退缩,大陆冰冻面积也明显收缩,这种温暖的最近期间发生在数千年前。

在北冰洋海冰的南界大致从埃尔斯米尔岛北部开始,沿博登岛经新西伯利亚岛北面到格陵兰北部。浮冰的范围以4月最大,北冰洋及其周围海域全部有冰。北大西洋的浮冰南界在巴伦支海西南部、格陵兰海南不及纽芬兰的东南约42°N附近。备胎冰洋的浮冰南界从阿拉斯加半岛南端开始,经白令海中部、堪察加半岛南端、鄂霍次克海的东南部,直至日本北部的顶端。

当前,国际社会对于北极海冰未来演变趋势存在两种截然不同的观点。一种观点认为,北极海冰减少的趋势是不可逆转的,未来夏季将出现无冰的北冰洋。另一种观点认为北极海冰消融是阶段性的,是可以恢复的,短期的海冰减少趋势是气候系统自身年代际(或多年代际)的变化造成的。

海冰溶化对全球气候演变的影响

中国海洋大学教授赵进平称,北极海冰覆盖在海洋表面,犹如隔热毯铺垫在大气与海水之间,阻隔了大气与大洋之间的能量交换。海冰的反照率高达55%-85%,即使在太阳辐射强烈,极昼时期的夏季,热能还是被海冰反射回去。所以,盛夏季节的北冰洋,依然保持着凉爽。冬季极夜来临的时候,海冰又阻断了热能由海洋向大气的传输,减弱了海水热量的释放,使得北冰洋在寒冷的冬季,仍能保持相对温暖。

欧洲环保总署署长Jacqueline McGlade女士表示,如果北极的冰雪全部融化,地球的海平面就会上升7米,包括上海、广州等众多城市将会被淹没。如果南极和北极的冰川完全融化,平球的海平面将上升近70米。此外,北极海底至少蕴藏着四千亿吨的甲烷,如果北极冰盖完全融化,造成甲烷大规模释放,将急剧加速暖化进程,甲烷造成的暖化效果是二氧化碳的二十三倍。

大气变暖以后气压会降低在北极形成一个强大的低压系统,通过低压系统的作用能将能量传递到全球,这样对全球气温上升起到了“火上浇油”的作用,而全球气温上升又加剧了北极海冰的融化,就形成了一个恶性循环。除此之外,北大西洋地区是驱动全球大洋环流的关键地区,北极特别是北大西洋地区海冰融化将导致该地区淡水补给增加;该地区海水温度的上升和海水盐度的减少,也将对全球海洋环流的运行带来重大影响。一旦全球海洋环流被破坏,就会导致全球性气候灾害的发生。(光明网实习记者 叶碧华)