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):為什麼南極海冰總量一直在逆勢增長

全球變暖導致海冰融化、海平面上升是傢喻戶曉的事實。然而,科學傢們驚異地發現,南極的海冰不減反增!

在南極洲,臭氧層的缺失導致瞭阿蒙森海域和羅斯海域(Amundsen and Ross Seas)上強低壓系統的形成(如圖藍色所示),同時,南大洋洲的邊緣形成瞭高壓系統(如圖紅色所示)。臭氧層的缺失還很可能增強穿越羅斯海冰架的颶風,使氣旋更冷更激烈。

索斯滕·馬庫斯(Thorsten Markus)是美國宇航局戈達德太空飛行研究中心的科學傢,他提醒我們道:“無論哪一天,極地海冰的覆蓋面積都有一個美國那麼大。即便是遙遠的如同北極和南極的地方,它們在溫度和氣候方面對我們的日常生活和工作亦有不可忽略的影響。”

美國國傢冰雪數據中心(National Snow and Ice Data Center)的數據顯示,自1979年起,9月的北極海冰面積每十年就下降13.7%,而南極海冰的面積正以每十年1.1%的速度增長。這似乎有些說不通。即便是寒冷的南極也受全球大氣及海洋溫度上升的影響。事實上,環繞南極洲的南大洋的變暖速度要比任何其他海洋都快。

這些圖像是由衛星采集的海冰濃度數據制作而成的。它們顯示瞭從1979年到2000年期間,北極和南極的3月到9月中平均最小和最大的海冰覆蓋面積。南半球和北半球的季節是相反的。南半球在2月達到它夏天的最低點,而北半球則在9月。

海冰VS冰蓋

為瞭解開這個謎團,首先我們要記住海冰是在極地的海洋表面形成的,並具有一定的規律性。它們的面積通常在冬季擴張,在夏季減小。這裡我們說的並不是終年覆蓋在南極和格陵蘭島的大陸巖石上的冰原。海冰的主要成分是遠洋海水,並且總會排水減質,所以當海冰融化的時候並不會造成全球海平面的升高;相反,如果冰蓋融化,凍結瞭幾十萬年的水會被釋放到海洋中,從而提高海平面。

在我們的衛星技術剛開始可以對冰蓋體積進行可靠測量的20世紀90年代,全球的冰蓋還處於一個平衡狀態——既沒減少也沒增加。從那之後,全球變暖,冰蓋的質量開始減損。南極和格陵蘭島的冰蓋都開始加速融化。

下文中,我們將關註生長在南極洲海域的海冰,而非冰蓋。有一系列復雜的原因主導著南極海冰的增長。

颶風和臭氧層空洞

臭氧層空洞使得更多的紫外線達到地球表面。這也使得我們的大氣層防禦減弱。在南極附近,臭氧缺失和臭氧空洞使得平流層冷卻(平流層距離海面6~37英裡[10~60公裡])。而大氣層中極端大氣溫度和相應氣壓的不匹配可產生強風。產生的風更冷更快,並且融入極地氣旋(南極和南大洋地區冬季占主導的暴風氣旋)。根據美國宇航局所說:“自從1980年起,因為臭氧損耗,極地氣旋的強度已經增加瞭15個百分點。”相關的風暴和持續寒冷的天氣對南極的冰產生瞭嚴重的破壞。

華盛頓大學的海洋學傢張錦綸(Jinlun Zhang)利用瞭超級計算機模擬超強風暴。為什麼南極海冰體積在過去三十年內不減反增?他發現這個模擬可以解釋約80%的原因。我們發現強收斂風暴可以推動海冰。一些海冰相互劇烈碰撞,造成冰面變形形成冰脊。新形成的冰脊會為形成的冰谷遮擋新雪最終形成一個更厚的冰包。風暴的邊緣推動冰使其遠離南極,從而使得冰包區域得到擴散。當冰移動時,它移動軌跡留下的開放性水域被稱為冰穴。而在寒冷冬季,冰穴中的水極易受氣溫影響,形成更多的冰。

海洋環流和鹽度

極地海冰的運動行為會影響海洋環流,從而更進一步影響全球氣候。因為海水是不斷循環的,所以海洋中溫度和鹽度的變化可以達到一個平衡。這就是所謂的熱鹽循環。通常在南極,對流會造成深處的溫暖海水上升,與表層寒冷海水相遇,然後兩層海水相互混合。

然而,全球氣候變暖會造成海水分層加劇並變得極難混合。較為溫和的溫度會增加降雪量。融化的雪和冰蓋會向海洋註入大量淡水。淡水的密度比鹽水低,這意味著淡水十分不易與深層溫暖的海水混合。因此,溫度更低的淡水會留在海洋表層,防止海冰在海洋熱循環的作用下融解。

降雪量的增多也會帶來很多其他影響:冰蓋上不斷累積的積雪層會變得越來越重,從而使得冰蓋在水中沒的更深。海浪會翻過冰蓋一邊,然後淹沒雪,之後雪泥再結冰。這種雪到冰的轉換形成瞭具有不同同位素水平的冰,科學傢全年任意時間都可在南極洲周圍的海冰中發現它們。

半球差異

衛星記錄始於1979年,我們發現盡管空氣和海洋溫度都在上升,南極海冰仍以每十年1.1%的速度增長。這很好地說明瞭地球的氣候是復雜多變的,並且我們仍在探究如何以最佳的方式解讀並模擬這種差異性。

南極海冰的適應力很有可能減弱某些人為因素造成的天氣變化。首先,覆蓋的海冰是很好的反射材料,可以將太陽光反射回宇宙中。相反地,北極較少海冰覆蓋的深色海水會暴露在太陽光照下,反射率低且從太陽吸收熱能。其次,圍繞在南極冰架周圍的海冰給冰川安上瞭“剎車”,否則冰架的冰會融化,提升海平面。

海平面的增高對生活在低窪地區的人來說是一個極大的風險。請考慮向紅十字會捐款,以支持對受超級臺風“海燕”侵擾地區的援助項目。

超過半數的地球人口生活在這個圈內。



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