《我们能用一个无冰的北极来冷却地球吗?》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2019-12-31
  • 北极地区的升温速度比地球上任何其他地方都要快,而且随着每年失去的海冰越来越多,我们已经感受到了全球变暖的影响。研究人员探索了在一个没有这种重要冷却机制的世界里冷却海洋的策略。科学家估计,北冰洋夏季海冰将在一代人的时间范围内基本消失。这对世界来说是个坏消息,因为冰雪将太阳能量的很大一部分反射到太空中,从而使地球保持凉爽。但当北极失去冰雪时,裸露的岩石和水就会暴露出来,他们吸收越来越多的太阳能量,使大气变暖,这一过程被称为反照率效应。北冰洋的冰盖起到了很强的隔热作用,阻止了来自下面海洋的热量使上面的大气变暖的变化过程。然而,如果这一冰层被移除,冬季大气温度将上升20℃左右。温度的升高反过来会增加辐射到太空的热量,从而使海洋降温。

    作者认为,维持北冰洋冰盖的主要因素是表层北冰洋(上层100米)的盐度比大西洋低5克每升。该盐度差阻止了大西洋在寒冷北极水域上空的流动。作者认为,增加北冰洋表面的盐度,将使温度较高、含盐较少的北大西洋向北冰洋表面流动,从而大大提高北冰洋大气的温度,释放被困在冰下的海洋热量。研究人员提出了三种实现这一目标的策略:第一项战略是减少从俄罗斯和加拿大流入北极的主要河流水流量,将水抽送到美国和中亚地区,在这些地区,水可用于增加低水供应地区的农业生产。作为第二个策略,研究人员建议在格陵兰冰川前建立水下屏障,以减少格陵兰冰原的融化,而第三个策略是将表层北冰洋中的水抽到深海中,使其与下面更咸的水混合。在这样一个项目中,水泵将使用间歇性太阳能和风能产生的电力,从而使这些技术的实施更加顺利。分析表明,在平均拥有116 GW的能量下,这些策略可以将北冰洋表层海水的盐度在50年中降低到2g/l,这将增加北大西洋表层流进入北极地区,并在冬季大大减少北极的冰盖。

    尽管人们对北极海冰的消失感到担忧,但作者指出,在北极无冰的情况下,有几个好处:例如,船只可以全年在北冰洋航行,这将缩短从亚洲到欧洲和北美的货物运输距离。此外,北极地区的温度在冬季会升高,这将减少欧洲、北美和亚洲冬季取暖的需求。由于大西洋水域的温度降低,大西洋飓风的频率和强度也可能降低。除此之外,无冰水域还可以帮助从大气中吸收更多的二氧化碳。虽然北极无冰有诸多好处,但很难预测其对全球海平面的影响,因为北极温度升高将导致格陵兰冰盖融化加剧。由于北极圈在冬季将大大减弱,因此也很难预测世界气候的变化。虽然随着二氧化碳排放量的减少,减轻气候变化的影响很重要,但我们也应考虑如何使世界适应新的气候条件,以避免不可控制、不可预测和破坏性的气候变化导致社会经济和环境崩溃。气候变化是一个重大问题,应对气候变化时应考虑到所有的选择。

    相关论文链接:https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs42452-019-1755-y

    (郭亚茹 编译;於维樱 审校)

  • 原文来源:https://www.iiasa.ac.at/web/home/about/news/191206-cooling-the-oceans.html
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    • 编译者:pengh
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