《北极和南极海冰:它们有什么不同?–气候变化:地球的生命迹象》

  • 来源专题:大气污染防治
  • 编译者: APC
  • 发布时间:2019-04-12
  • 美国宇航局戈达德太空飞行中心,我们经常收到读者关于北极和南极的地球海冰以及这些地区之间的差异的问题。在过去的50年里,北极海冰已经减少,而南极海冰已经增加,然后又减少。他们为什么表现不同?它们是如何不同的。北极和南极洲的主要区别在于地理位置。北极是一个海洋,由一层薄薄的常年海冰覆盖,周围是陆地。(多年生指的是最古老和最厚的海冰。)另一方面,南极洲是一个大陆,被一个非常厚的冰盖覆盖,被一圈海冰和南大洋包围。北冰洋非常深,与周围的气候系统紧密相连,使它比南极洲对气候变化更为敏感。在人类在北极探险的几个世纪里,海冰常年覆盖着北冰洋,直到最近几十年。但卫星观测表明,自1979年以来,北极海冰的范围、厚度和体积一直在下降。1北极海冰的平均范围是自1850年以来的最低水平。在夏季融化的季节,海冰的边缘向北极退去,只在北极的冬天重新生长。由于人类活动推动的持续变暖,夏季海冰减少的趋势(从7月到9月,接着是冬季的重新增长)继续存在。最近的研究表明,北极海冰的损失与人类在所有月份燃烧化石燃料之间存在着联系。2与人类活动有关的气溶胶(悬浮在大气中的微小颗粒)抵消了北极海冰范围损失的一些趋势;气溶胶污染的减少可能会导致海冰的损失加速。3.海冰边缘的冰损失导致风在北极海冰下推动温暖的海水,增加了北冰洋储存的热量4,并为进一步的海冰损失提供了启动条件。图中显示了北极海冰的范围。南极海冰。南极洲的海冰在冬季膨胀,到了夏天才大幅度融化回到大陆的边缘。南极海冰面积目前低于1979年以来几十年的长期平均水平。此前,由于长期、大规模的风环流模式,导致南极海冰的范围超过长期平均值5,使得更多的海冰形成更靠近大陆的空间。6气候模型,或包含影响地球气候的所有因素的计算机模拟,预测到这种行为。7这些长期的风模式几年前逆转了,导致南极洲周围的海冰明显减少

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    • 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
    • 根据一个备受争议的地球工程方法,使用数百万台在海冰中漂流的风力泵,可以减缓海冰的消退和全球变暖的速度,以促进北极冬季的结冰。尽管这种方法可能会将无冰的北极夏季推迟几十年,但在北极以外的地区,大规模的运动不会产生任何有意义的降温效果。 分布在北极地区的1000万台风力泵旨在促进冬季海冰的形成。他们会不断地把海水推到海冰冰面上,之后冰面就会结冰。现在较厚的冰层在夏季融化的时间会持续很长,因此反射太阳光的时间也变长,而较暗的海洋表面很容易吸收太阳的暖化光线。这不仅可以减缓北极海冰的流失,还可以减轻遥远的影响,甚至是低纬度地区的变暖。从纯物理的角度来看,夏季海冰几乎完全消失的情况,可能会在本世纪中叶出现,实际上可能会被推迟到本世纪末。然而,这一宽限期不会给欧洲或全球气候带来任何显著降温。 这种对北极海冰的操纵是否能在纯物理意义上起作用,以及它会对气候产生什么影响?通常情况下,冰的生长受到以下事实的限制:当冰变厚时,冰越来越使海洋免受冬季寒冷的影响。因此,通常情况下,不会发现冰的总厚度超过几米。但是这些泵并没有消除这种限制效应,因为新的冰层是从原来冰的上面添加的。最初的模拟是基于泵将海水搅动到整个北极的冰上,结果显示:年复一年,冰的厚度将增加1~2米。根据气候模型,二氧化碳造成的全球变暖直到本世纪末才结束这种增长。对气候的影响呢?正如前人研究的那样,北极的夏季变暖实际上会减少几摄氏度。然而,抽取相对温暖的(-1.8°C)水也会改变冬季的海水流动,从而导致北极在冬季的显著变暖。这种热能也会被输送到中纬度地区并储存在那里的海洋中。 在下一步中,研究人员进行了更为逼真的模拟,其中泵只在冰厚度不到两米的地方部署。两米厚的冰在夏季融化的情况下已经有了最好的生存机会,通过这种方式限制泵的分布,也可以避免不必要的和相当大的冬季变暖。在这种情况下,中纬度地区的额外变暖事实上是可以避免的,但该计划对缓解气候变化仍然没有什么作用。尽管北极地区夏季的变暖将减少大约1摄氏度,海冰的消失可能会推迟大约60年,但增加的阳光反射不足以减缓北极以外的气候变化。 相关论文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019EF001230 (郭亚茹 编译,於维樱 审校)
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    • 编译者:张灿影
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