南极海冰的厚度水平比以往任何时候降得都快

南极海冰的厚度水平比以往任何时候降得都快人类世已经到来，地球可能已经超越了可以有效减缓气候变化的程度，从而确保大多数人类有体面的生存机会。至少，这是对科学家今年早些时候观察到的一种现象的潜在解释，当时南极洲周围的海冰没有像通常那样在冬季恢复。南极海冰通常有几米厚，是海水在冬季结冰后形成的，夏季则会消退。然而，研究人员在2023年发现，南极海冰未能"大幅"恢复到通常的冬季水平。南极周围的冰冻海水数量在2016年、2017年和2022年达到了"历史最低"水平，但2023年是一个完全史无前例的里程碑。物理海洋学家爱德华-多德里奇（EdwardDoddridge）认为，将这一新的里程碑称为"前所未有"是不够的。他强调，这属于"五西格玛事件"，即超出平均值五个标准差。多德里奇解释说，如果没有任何变化，我们预计大约"每750万年"就会目睹一次这样的冬季。海冰在保持地球气候平衡以及人类和其他生物物种的生存方面发挥着重要作用，因为海冰通过一个被称为冰-冰床反馈的过程，将太阳的部分能量反射回太空，从而帮助地球调节温度。此外，每年的冰冻和融化周期推动着全球水流，这些水流将营养物质输送到整个海洋，维持着整个生态系统的生存。科学家警告说，如果南极海冰消失，阳光将被海洋吸收，气温将比现在上升得更快。企鹅和海豹群落等整个栖息地可能会消亡，而磷虾等较小但重要的生物的生命周期可能会被打乱。科学家们正试图了解今年南极洲周围海冰形成几乎停滞的原因。目前出现了两个重要的潜在因素：自然现象或人为气候变化。多德里奇认为很可能是后者造成的，而且目前的情况在不久的将来可能会恶化。多德里奇认为，海水温度的变化很可能破坏了海冰的形成。不过，海冰物理学家PetraHeil认为，这种现象是大气变化和海水变暖共同作用的结果。Heil强调，整个系统是"强耦合"的，问题的根源在于人类活动。科学家们警告说，我们的地球可能正在走向一种新的状态，这对于地球上人类生存条件的可持续性来说"相当令人担忧"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373103.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373103.htm

2024年北极海冰将继续令人担忧地消退

2024年北极海冰将继续令人担忧地消退上图显示的是3月14日的冰层面积，这一天是全年冰层面积最大的一天。为了确定冰盖范围，科学家们将海冰的卫星观测数据投影到网格上，然后将每个单元格中至少有15%冰雪覆盖的总面积相加。黄色轮廓显示的是1981年至2010年二月份海冰范围的中位数。中值是指中间值；也就是说，一半的面积大于黄线，一半的面积小于黄线。该分析基于Nimbus-7号卫星上的微波传感器收集的数据，Nimbus-7号卫星由美国国家航空航天局（NASA）和美国国家海洋与大气管理局（NOAA）以及国防气象卫星计划的卫星联合运行。截至2024年3月14日的每日海冰面积（红色）与2017年的最低纪录（橙色）和1981年至2010年的平均面积（蓝色）的对比。该图显示了截至2024年3月中旬的每日海冰面积（红色）与2017年的最低纪录（橙色）以及1981年至2010年的平均面积（蓝色）的对比。今年的北极冰层最大值是有记录以来的第14低值。复杂的天气模式使我们很难预测任何一年会发生什么。美国国家航空航天局（NASA）和科罗拉多大学博尔德分校国家冰雪数据中心（NSIDC）的科学家们跟踪这些季节性和年度性波动，因为海冰塑造了地球的极地生态系统，并在全球气候中发挥着重要作用。美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的冰雪科学家LinetteBoisvert说："海冰和海冰上的积雪具有很强的反射性。在夏天，如果我们有更多的海冰，它就会反射太阳辐射，帮助地球保持凉爽。"相反，冰层的缩小使地球更容易受到太阳辐射的影响。暴露在外的海洋颜色更深，更容易吸收太阳辐射，从而捕获并保留这些能量，最终导致地球海洋和大气变暖。与十几年前相比，两极附近的海冰更容易受到天气的影响。美国宇航局ICESat-2号卫星上的激光测高仪收集到的冰层厚度测量结果显示，在温暖的月份里，能够坚持下来的冰层越来越少。这意味着每年必须从头开始形成新的冰层，而不是在旧冰层的基础上形成更厚的冰层。反过来，较薄的冰层比多年积累的冰层更容易融化。Boisvert说："我们的想法是，再过几十年，我们将迎来基本无冰的夏季，冰覆盖面积将减少到40万平方英里（100万平方公里）以下，北冰洋的大部分海域将暴露在太阳暖化的强光下。"美国宇航局地球观测站的图片，作者LaurenDauphin，使用的数据来自国家冰雪数据中心。JamesRiordon/美国宇航局地球科学新闻组的报道，为地球观测站改编。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425198.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425198.htm

科学家终于能够解释南极海冰上存在巨大洞穴的原因

科学家终于能够解释南极海冰上存在巨大洞穴的原因研究人员现在知道了为什么南极洲的MaudRise冰间湖在2016年和2017年从几乎看不到海冰到变得和瑞士一样大的原因。图为MaudRise冰间湖及其周围海冰浓度的数据图像。图片来源：BirteGülk2024年5月1日，发表在《科学进展》（ScienceAdvances）上的一项研究揭示了科学家们一直无法理解的一个关键过程，即这种被称为"聚能区"（polynya）的开口是如何形成并持续数周的。由南安普敦大学、哥德堡大学和加州大学圣地亚哥分校的研究人员组成的研究小组研究了MaudRise冰间湖-因其生长在威德尔海的水下山状地貌上而得名。他们发现，风、洋流和海底独特的地理环境之间复杂的相互作用，将热量和盐分输送到海面上，从而产生了这种现象。在南极洲，冬季海洋表面结冰，海冰覆盖面积约为美国大陆面积的两倍。在沿海地区，海冰每年都会出现裂口。在这里，沿海强风吹离大陆，将冰层推开，露出下面的海水。在离海岸几百公里远、水深几千米的开阔海域，海冰上形成的多旋回要罕见得多。美国国家航空航天局卫星拍摄的MaudRise冰间湖。当暖水被洋流带到海面上时，开阔大洋上的海冰就会形成多水层。资料来源：美国宇航局地球观测站领导这项研究的南安普敦大学博士后研究员阿迪提亚-纳拉亚南（AdityaNarayanan）说："MaudRise冰间湖是在20世纪70年代发现的，当时首次发射了可以观测南大洋海冰的遥感卫星。从1974年到1976年，它连续出现了几个冬天，当时的海洋学家认为这是每年都会出现的现象。但自20世纪70年代以来，它只是偶尔出现，而且间隔时间很短。""2017年是自上世纪70年代以来，我们第一次在威德尔海出现如此大面积和长寿的冰间湖"。2016年和2017年期间，环绕威德尔海的大型环形洋流变得更加强劲。其后果之一是，深层的暖咸水上升，使盐分和热量更容易垂直混合进入表层海水。这项研究的共同作者、哥德堡大学物理海洋学教授法比安-罗凯（FabienRoquet）说："这种上升流有助于解释海冰是如何融化的。但是，海冰融化会导致表层水变清，这反过来又会阻止混合。因此，必须有另一个过程才能使冰间湖持续存在。必须有额外的盐分从某个地方输入。"研究人员利用遥感海冰地图、自主浮标和标记的海洋哺乳动物的观测数据，以及海洋状态的计算模型。他们发现，当威德尔海海流围绕冰间湖起流动时，湍流漩涡将盐分带到海山顶部。从这里开始，一种叫做"埃克曼迁移"的过程帮助将盐分迁移到了MaudRise的北侧，也就是多岩层最初形成的地方。埃克曼漂移是指水流与上方的风向成90度角移动，从而影响洋流。合著者、南安普顿大学的阿尔贝托-纳维拉-加拉巴托教授说："埃克曼输运是增加盐分平衡、维持盐分和热量向地表水混合所必需的重要因素。"这项研究的另一位合著者、加州大学圣地亚哥分校的萨拉-吉尔教授说："多旋回带形成后，其印记会在水中保留多年。它们会改变水的流动方式以及洋流将热量带向大陆的方式。在这里形成的浓密水域可以遍布全球海洋。"MaudRise冰间湖形成的一些过程，如深层咸水上涌，也在推动南大洋海冰的普遍减少。吉尔教授补充说："自20世纪70年代开始观测以来，南大洋海冰首次出现了负增长趋势，这一趋势始于2016年左右。在此之前，它一直保持一定程度的稳定。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429652.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429652.htm

在南极洲的海冰下 科学家们发现生命在黑暗中茁壮成长

在南极洲的海冰下科学家们发现生命在黑暗中茁壮成长许多不同种类的浮游植物是光合作用。它们需要太阳光来产生能量。当海洋结冰时，较少的光线可以穿透到它们通常生长的表面。科学家们一直在研究这些微小的生物体何时何地开始繁盛，并注意到这通常发生在海冰退缩时。近年来，在世界的另一端，即北极地区的工作表明，大量的浮游植物（或"水华"）可以而且确实在海冰下的黑暗、低光照条件下生存。在南极洲也可能是这样的情况。在这项研究中，科学家从2014年至2021年期间部署的51个浮动实验室（"浮子"）收集数据。这些浮子可以通过一套传感器收集整个南大洋的生物地球化学信号，它们还可以检测海冰，并潜入海面以下，在水中漂移。研究人员通过观察浮筒探测到的叶绿素分子的数量，并与美国宇航局的卫星测定的海冰覆盖率相比较，描述了生活在海冰下面的浮游植物的大量繁殖，通常在极地夏季海冰退去之前。在大约26%的测量中都是如此。他们指出，这可能预示着那里潜伏着整个隐藏的生态系统，通常没有被计算在内。而如果构成食物网基础的浮游植物躲在冰下，那么我们可能低估了躲在那里的生命数量。布朗大学和奥克兰大学的极地海洋学家、该研究的第一作者克里斯托弗-霍瓦特说："我们似乎越是在南极的海冰和陆冰下寻找，我们似乎就越能发现。"然而，Horvat指出，当海冰存在时，浮筒并不能提供准确的位置。相反，它们在返回海面时播报位置，这就为水华是否发生在海底或更开放的海洋区域留下了一些不确定性。也许，自然的问题是，随着气候变化，海冰越来越早地退去，这些水华会发生什么。在南极，现在判断还为时过早，但在北极的一些早期研究开始表明，人类驱动的变暖可能会影响北方海冰下的水华。新西兰国家水和大气研究所的海洋生态学家安东尼娅-克里斯蒂说："为了知道这些种群是否对气候变化有弹性，我们需要知道这些事件是新的还是以前发生过的，它们发生的频率如何，哪些物种在形成水华，了解这些物种的生理学，以及允许这些水华形成的物理化学条件是什么。"未来的研究计划使用不同的冰下数据收集方法或全年的船舶部署，可以确定浮游植物水华发生的确切位置，以及在海冰下发生了多少。发现适应地球上一些最极端条件的生命并不出乎意料--以前的发现表明我们几乎没有触及到表面。例如，在2021年，英国南极调查局在Filchner-Ronne冰架上钻了一个洞，在大约4000英尺深处发现了不寻常的生命体。而在今年6月，在另一个冰架罗斯工作的新西兰科学家融化了一个洞，发现了潜伏在冰架下约1600英尺处的生命之河。是的，《侏罗纪公园》的粉丝们，生命确实找到了一条路，即使是在南极洲的黑暗、寒冷的海洋中。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333077.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333077.htm

百慕大水域40多年来出现了一种令人不安的气候模式

百慕大水域40多年来出现了一种令人不安的气候模式百慕大大西洋时间序列研究（BATS）团队在BIOS的研究船大西洋探索者号上。图片来源：杰夫-牛顿（JeffNewton）海洋挑战：变暖、氧气减少和酸化长达十年的海洋变暖影响了海洋环流，氧气含量下降导致盐碱化和营养供应发生变化，海洋酸化只是世界海洋面临的部分挑战。1988年，一项名为"百慕大大西洋时间序列研究"（BATS）的综合性持续海洋时间序列观测开始在百慕大群岛东南约80公里处进行。在那里，科学家们每月对海洋表面和深处的物理、生物和化学进行取样。在发表于《海洋科学前沿》（FrontiersinMarineScience）的一篇新论文中，研究人员介绍了这项监测工作的最新发现。"我们的研究表明，在过去的40年中，亚热带北大西洋的表层海洋变暖了约1°C。此外，海洋盐度增加，氧气流失，"作者、亚利桑那州立大学（ASU）朱莉-安-箭牌全球未来实验室下属百慕大海洋科学研究所海洋研究员、亚利桑那州立大学海洋未来学院教授尼古拉斯-贝茨教授说。"此外，从20世纪80年代到2020年代，海洋酸度有所增加"。温暖、变咸、脱氧、酸性在BATS监测站，自20世纪80年代以来，海洋表面温度每十年上升约0.24°C。加起来，现在的海洋温度比40年前高出约1°C。研究人员发现，在过去四年中，海洋温度的上升幅度也超过了前几十年。不仅监测到的海水温度升高，而且表层的盐度也更高，这意味着海水中溶解了更多的盐分。最新数据显示，与地表温度一样，这种盐度在过去几年中也不成比例地增加了。贝茨说："我们怀疑这是海洋温度和环境变化（如大气变暖和全球最热年份）更广泛、更近期的趋势和变化的一部分。"同时，数据显示，在过去40年中，水生生物可利用的氧气量减少了6%。酸度值也发生了变化：现在海洋的酸度比20世纪80年代高出30%，导致碳离子浓度降低。除其他外，这会影响有壳生物维持其外壳的能力。贝茨解释说："2020年代表层水的海洋化学成分已经超出了20世纪80年代观测到的季节范围，海洋生态系统现在所处的化学环境与几十年前不同。这些变化是由于大气中人为二氧化碳的吸收造成的。"长期数据的重要性收集长期数据对于预测即将发生的条件变化非常重要。"这些观测数据让人们了解到近期海洋变暖和海洋化学变化的速度。它们为未来几十年的变化提供了关键的指示，"贝茨说。"它们也证明了地区和全球环境的变化，以及我们个人和社会在不久的将来所面临的生存挑战。"百慕大大西洋时间序列研究（BATS）团队成员在实验室。图片来源：杰夫-牛顿为本研究提供数据的监测站只是遍布全球各大洋的多个长期持续海洋时间序列站点中的两个。夏威夷、加那利群岛、冰岛和新西兰附近的监测站也是监测海洋长期变化的关键。研究人员说，在其中一些站点也观察到了类似的过程，这凸显了了解气候变暖、盐碱化和海洋酸化之间的长期相互作用所面临的挑战和复杂性。参考文献"百慕大大西洋时间序列研究站马尾藻海海洋酸化观测40年（1983-2023年）"，NicholasR.Bates和RodneyJ.Johnson，2023年10月25日，《海洋科学前沿》。DOI:10.3389/fmars.2023.1289931编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404617.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404617.htm

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LinetteBoisvert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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424364.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424364.htm