新研究揭示北极海冰活动如何影响东亚冬季气温

新研究揭示北极海冰活动如何影响东亚冬季气温 最近的研究强调了北极海冰减少对“北极暖、欧亚冷”气候模式的重大影响，研究表明大气条件会产生不同的影响。未来预测表明，到本世纪中叶，北极冬季冰层形成将会增加，这为持续的气候变化提供了见解。2023 年 3 月 20 日，格陵兰迪斯科湾的海冰。图片来源：Lars Henrik Smedsrud北极海冰一直在迅速减少，过去 40 年来，夏季海冰面积每十年减少约 12.2%。早期研究表明，北极海冰减少在推动“北极暖，欧亚冷”气候模式方面发挥了关键作用。然而，现有观测资料的局限性引发了人们对内部大气变化是否可能掩盖海冰减少的真正影响的质疑。卑尔根大学地球物理研究所高级研究员、《大气科学进展》杂志上发表的研究报告的通讯作者何胜平博士利用大规模实验来解开北极海冰损失和内部大气变化对这种气候模式的影响。该研究与多家国际机构合作，发现海冰减少确实可以引发“北极暖、东亚冷”模式。然而，海冰减少对东亚的降温效应很容易被大气变化所掩盖，导致更显著的冷或暖异常。该团队还研究了未来北极海冰的变化，重点关注新形成的冬季冰层。随着北极变暖，冬季开阔海洋面积的增加使得更多新形成的冰层得以形成。这些新形成的冰层为北极-空气-海洋相互作用和北半球更广泛的大气联系提供了重要信息。他们的发现表明，在各种排放情景下，北极冬季新形成的冰预计会持续增加到本世纪中叶，此后在较为温和的情景下会趋于稳定，但在较高的排放下则会减少。这些新研究不仅量化了北极海冰对冬季气温的直接影响，还揭示了冬季北极新形成的冰的增加趋势。这些发现为“新北极”时代的气候变化提供了重要见解。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

北极的冰一直在融化，南极也是吗？

北极的冰一直在融化，南极也是吗？ 过去四十年来，北极的升温速度比地球平均快了2-4倍，引发北极海冰和陆冰迅速消融，北极航道日益进入公共议程。相较于北极，人们对于南极的关注有限，实际上，南极的气候变化更为复杂。 有别于传统认知，自1979年有卫星监测以来，直到2014年，南极海冰以每十年1%的速度在增长，2012-2014年间的三个9月，美国国家航空和航天局都曾观测到破纪录的海冰最大范围，一度让一些人声称自己找到了否定气候变化的有力证据。南极的温度究竟如何变化？南极的海冰增加了吗？极地生物又将何去何从？... 来自：雷锋 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

突破性新数据帮助研究人员了解北极冰川消失的细节

突破性新数据帮助研究人员了解北极冰川消失的细节 《地球系统科学数据》（Earth System Science Data）杂志刊登了这一创新数据集，为更好地了解冰川崩裂或冰山破裂背后的机制提供了重要工具，有助于加深我们对斯瓦尔巴群岛和北极地区冰川消失背后的气候驱动因素的了解。在过去的几十年里，冰川的大量消失速度加快，大大加剧了全球海平面的上升。然而，人们对冰川消失背后的许多机制，尤其是海洋末端冰川的融冰动力学，还不甚了解。"这项新研究使用了最先进的深度学习模型，利用高分辨率卫星图像，以前所未有的密度生成了斯瓦尔巴特潮水冰川38年的凿冰前沿变化记录，"欧盟资助的北极PASSION项目研究员、布里斯托尔冰川学中心的Tian Li博士说，他也是这项研究的第一作者。斯瓦尔巴的大部分海洋末端冰川都在消退，只有几处例外。图片来源：Tian Li 博士数据集包括近125000条冰川融化前沿痕迹，结果显示斯瓦尔巴群岛的大部分冰川都呈后退趋势。利用广泛的卫星数据目录，研究人员能够分析季节和年度变化，并捕捉到冰川在短时间内大幅移动的突增事件的时间。这些发现有助于更好地了解和预测北极地区未来的冰川流失。Tian Li说："该数据集可用于改进斯瓦尔巴潮汐冰川的质量平衡评估。此外，它还有助于探索控制冰川崩落的驱动因素和过程。这对于了解冰川融化动态至关重要，而冰川融化动态是冰川如何应对气候变化的关键指标。"该数据集是Arctic PASSION建立北极冰冻圈系统关键气候变量改进观测系统工作成果的一部分，也将被纳入Arctic PASSION建立北极陆冰端到端业务预报和监测系统的工作中。展望未来，研究团队计划将该方法应用于北极地区的所有其他潮水冰川。斯瓦尔巴数据产品在线平台可在这里找到： ... PC版： 手机版：

降水为雨而非雪 北极迎来令人惊讶的“雨潮”

降水为雨而非雪 北极迎来令人惊讶的“雨潮” 美国国家航空航天局（NASA）的科学家研究了 1980 年至 2016 年北极和北大西洋的降雨趋势，发现雨天的频率有所增加。他们还发现，每年雨季的长度变长了。研究结果发表在《气候杂志》上。最显著的变化发生在北大西洋，在 36 年的研究期结束时，那里平均每十年比研究期开始时多下了五天雨。研究区域的其他地方北冰洋中部及其外围海域平均每十年多下两天雨。这是因为北极地区的气温变暖速度是地球其他地区的四倍。上图显示了每年降雨日数的变化，这也是北极十年来降雨量增加的趋势之一。该图基于美国国家航空航天局全球建模和同化办公室开发的全球再分析产品现代-年代研究和应用回顾分析第 2 版（MERRA-2）。该产品采用原地和卫星观测数据，包括美国宇航局 Aqua 卫星上的大气红外探测仪 (AIRS) 的观测数据，并利用这些数据再现全球各地发生的情况。这里，北大西洋大部分地区显示为深蓝色，表明与浅蓝色地区相比，每年（1980 年至 2016 年期间）的降雨日数增加较多。挪威北部的巴伦支海和西伯利亚北部的喀拉海也显示为深蓝色。美国宇航局戈达德太空飞行中心的天气和气候科学家、该研究的合著者切尔西-帕克说："需要注意的一点是，确实没有任何地方出现黑褐色，所以我们绝对没有看到降雨天数有任何显著减少。"该研究的主要作者、美国宇航局戈达德分部的低温层科学家 Linette Boisvert 说，当气温高于冰点时，云层中更有可能含有降雨的液体，而不是降雪的冰。当降雨击中积雪覆盖的海冰时，会使海冰表面变暗，从而加剧融化，进而导致更多的变暖这一过程被称为冰-反照率反馈回路。海冰顶部的积雪起到隔热作用，将太阳辐射反射回太空，保持海冰表面凉爽。雨水会侵蚀雪的缓冲作用。如果在阳光充足的月份下雨，雪的表面会变得更暗，因为与新鲜、干燥和厚实的雪层相比，雪是湿的。潮湿的雪面将开始吸收更多的太阳辐射。积雪融化后，会在冰面上形成池塘，形成更暗的表面，吸收更多的太阳辐射。这就引发了持续变暖和融化的循环。与此同时，水蒸气也在推动自身的反馈循环。随着气温的升高，大气中可以容纳更多的水蒸气。作为一种热捕获温室气体，这些水蒸气使地球表面变暖，并导致冰雪融化。融化的冰雪暴露出开阔的海洋，使蒸发得以进行，从而将更多的水蒸气释放到大气中。北极的反馈回路也会影响世界其他地区。北极热量的变化会影响到更南边的天气模式。例如，帕克指出了美国的极端气温波动以及在北极上空形成并在北美上空南移的极地气团。帕克说："所有这些都取决于北极地区气候变化的程度。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

全球变暖的新威胁：北极永久冻土的“碳炸弹”

全球变暖的新威胁：北极永久冻土的“碳炸弹” 但是，永久冻土也是一个日益脆弱的大量碳库。根据研究人员的计算，随着气候变化对北极永久冻土层的削弱，全球每升温 1.8华氏度（1摄氏度），随着极地水道的扩张和融化土壤的搅动，释放的碳相当于 3500 万辆汽车一年排放的碳量。景观动态与研究动机第一作者 Joanmarie Del Vecchio 作为达特茅斯大学的 Neukom 博士后研究员领导了这项研究，她的顾问和研究共同作者是地球科学助理教授 Marisa Palucis 和工程学教授 Colin Meyer。Del Vecchio 说："我们从根本上理解了物理学，但当事物开始冻结和解冻时，很难预测哪一方会获胜。如果山坡赢了，它们就会掩埋土壤中的碳。但如果气候变暖，河道突然开始获胜，我们就会看到大量的碳被释放到大气中。这很可能会形成变暖的反馈回路，导致释放更多的温室气体。"达特茅斯大学的研究人员试图了解为什么北极流域的河流面积往往小于气候温暖地区的流域。第一作者 Joanmarie Del Vecchio（如图）在阿拉斯加进行实地考察时，从河边的工作地点徒步上山，看到陡峭的山坡上没有河流或溪流，于是萌生了这项研究的想法。图片来源：Mulu Fratkin研究人员试图了解为什么北极流域（河流及其相连水道的总排水面积）的河流面积往往小于气候温暖地区的流域，因为气候温暖地区的流域可能拥有遍布地表的大量支流。Del Vecchio 现在是达特茅斯大学的访问学者和威廉与玛丽学院的助理教授，她于 2019 年在阿拉斯加进行实地考察时萌生了这项研究的想法。她从河边的工作地点徒步上山，看到的是没有河流或溪流阻隔的陡峭山坡。Del Vecchio 说："似乎是山坡赢了，水道输了。我们想测试是否是温度塑造了这一地貌。我们很幸运，在过去几年中获得了大量的地表和数字高程数据。几年前我们不可能完成这项研究。"研究结果与分析研究人员利用卫星和气候数据研究了北半球从北回归线上方到北极的 69000 多个流域的深度、地形和土壤条件。他们测量了每条河流的河道网络在其流域内所占的土地比例，以及河谷的陡峭程度。在分析的流域中，有 47% 是由永久冻土形成的。与温带流域相比，这些流域的河谷更深、更陡，河道所占的周围地形面积减少了约 20%。研究人员报告说，尽管冰川历史、背景地形陡峭程度、年降水量和其他因素存在差异，但这些相似之处都会影响水和土地的推拉作用。北极流域的形成有一个共同点永久冻土。Del Vecchio 说："无论如何，河道更大、更丰富的地区都更温暖，平均气温更高，永久冻土更少。在有永久冻土的地区需要更多的水来开凿山谷。"研究显示，永久冻土限制了北极河流的足迹，也使其能够在冰冻的土地中储存大量的碳。为了估算这些流域因气候变化而释放出的碳量，研究人员将永久冻土中储存的碳量与地面解冻和北极河流蔓延时冲刷造成的土壤侵蚀量结合起来。气候变化影响与未来关切研究表明，北极地区的温度已经比工业化前水平升高了3.6华氏度（2摄氏度）以上，也就是大约自1850年以来。她说，据科学家估计，如果目前的温室气体排放得到控制，到2100年，北极永久冻土的逐渐解冻可能会释放出220亿至4320亿吨二氧化碳，如果不这样做，则会释放出高达5500亿吨二氧化碳。据国际能源机构估计，2022 年的能源消耗向大气中排放的二氧化碳超过 360 亿吨，创历史新高。Palucis说，北极适应寒冷的时间太长了，以至于科学家们几乎不知道，如果永久冻土加速融化，会释放出多少碳，或者碳释放的速度有多快，他的研究小组将北极作为火星的替身，研究红色星球的表面过程。他的研究小组将北极作为火星的替身，研究红色星球的地表过程。虽然北极在过去经历过变暖，但可怕的是现在变暖的速度如此之快。地貌必须迅速做出反应，这可能会造成创伤。在一次北极研究旅行中，她看到一块小楼大小的基岩从悬崖上断裂。造成断裂的罪魁祸首是渗入岩石并使其变得脆弱的小股水流。这是一种适应寒冷条件的地貌，因此当你改变它时，即使是少量的水流通过岩石，也足以引起实质性的变化。她说："我们对北极地貌的了解或多或少与 100 年前对温带地貌的了解相同。这项研究迈出了重要的第一步，表明我们对温带流域的模型和理论无法应用于极地地区。在了解这些地貌方面，这是一扇全新的大门。"从北极地区采集的沉积物岩芯显示，大约1万年前有大量的土壤径流和碳沉积，这表明当时的北极地区要比现在温暖得多。如今，宾夕法尼亚州和美国大西洋中部等地区位于冰河时期冰川最远的南面，预示着现代北极地区的未来。Del Vecchio 说："我们有一些过去的证据表明，当气候变暖时，大量沉积物被释放到海洋中。现在，我们的论文提供了一个快照，显示随着气候变暖，北极会有更多的水道。但这一切都不等于说，'这就是当你把一个寒冷的地貌迅速升温时会发生的事情'，我不认为我们知道它会如何变化"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

NASA研究极地热逃逸的PREFIRE任务即将发射

NASA研究极地热逃逸的PREFIRE任务即将发射 美国国家航空航天局（NASA）的 PREFIRE 任务与火箭实验室（Rocket Lab）合作，旨在利用立方体卫星研究地球极地的热损失。该任务计划于2024年5月从新西兰发射，旨在填补我们对极地地区在地球热平衡中的作用、影响全球气候模式和海平面预测的认识方面的重要空白。资料来源：美国国家航空航天局PREFIRE 任务提供的数据将提高我们对北极和南极如何帮助调节地球气候、极地冰川消失的机制以及海平面上升和海冰消失等相关问题的认识。美国国家航空航天局的 PREFIRE 任务将填补我们对地球有多少热量从极地流失到太空的认识空白。通过捕捉只有在太空中才能收集到的两极上空的测量数据，PREFIRE 将使研究人员能够系统地研究地球在远红外线中的热量排放其波长分辨率比以往任何传感器都要精细 10 倍。PREFIRE 的两颗小卫星如图所示为环绕地球飞行的艺术家概念图将测量地球两极地区向太空辐射的热量。这次任务的数据将为气候和冰雪模型提供信息。图片来源：NASA/JPL-Caltech北极和南极通过将最初在热带地区吸收的热量辐射回太空，帮助调节地球气候。但是，对于像北极这样的地区，60%逃逸到太空中的能量的光谱还没有被系统地测量过。要了解极地环境中哪些部分造成了热量损失，以及为什么北极变暖的速度是地球其他地区的 2.5 倍以上，就必须填补这一空白。除了帮助我们了解极地是如何充当地球恒温器的，PREFIRE 对这种热交换的观测还能提高我们对极地冰流失机制以及海平面上升和海冰流失等相关问题的认识。这些仪器将搭载在两颗完全相同的立方体卫星上，每颗立方体卫星搭载一个仪器，在异步、近极轨道上飞行。美国国家航空航天局和威斯康星大学麦迪逊分校共同开发了 PREFIRE 任务。位于南加州的喷气推进实验室为美国宇航局科学任务局管理该任务，并提供光谱仪。蓝峡谷技术公司建造了立方体卫星，威斯康星大学麦迪逊分校将处理收集到的数据。这次发射被火箭实验室命名为"准备，瞄准，PREEFIRE"，几周后将进行第二次立方体卫星发射任务。第二次发射被该公司称为"PREFIRE 和冰"，也将由一枚"电子"火箭从新西兰发射升空。美国国家航空航天局的发射服务计划选择火箭实验室发射这两个航天器，作为该局VADR（Venture-class Acquisition of Dedicated and Rideshare）合同的一部分。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：