新研究：雷暴加速北极海冰融化并产生循环效应

新研究：雷暴加速北极海冰融化并产生循环效应以色列特拉维夫大学等机构组成的一个国际研究团队近日发现，在全球变暖趋势下，雷暴加速了北极海冰的融化进程，而海冰融化又会增加雷暴数量。特拉维夫大学日前发布的公报显示，研究人员搜集了2010年以来北极地区每年夏季6月至8月的闪电数据，并与该地区海冰消退情况进行比较，结果发现，北极地区年度雷暴次数与该年海冰融化的速度之间存在明显关联。由于全球变暖的趋势在持续，研究人员预计，未来几年北极地区雷暴的频率将增加，与此同时北冰洋海冰的消退速度也会加快。

近20年北极发生了什么？ 海冰持续退缩 植被绿化加速

近20年北极发生了什么？海冰持续退缩植被绿化加速科技部自2012年开始组织编制《全球生态环境遥感监测年度报告》（下称《年度报告》）。该年度报告2022年的两个专题之一即“北极地区冰雪与植被变化”（下称“报告”），在上述发布会上发布。据科技部国家遥感中心主任、该年度报告编委会主任赵静介绍，该课题组综合利用风云三号等多源遥感数据，监测了北极海冰、格陵兰冰盖和北极陆地植被，分析了其时空格局和变化特征，评估了大气、海洋和人类活动等要素的影响。“北极海冰变化带来的潜在影响很多，其中全球气候变化和北极航道是最受关注的两方面。”报告分析称。海冰缩减超200万平方公里所谓“北极放大”效应，是北极加速变暖的现象，即北极地区变暖速率超过全球平均变暖速率的2倍。随着全球温度升高，北极海冰快速缩减，开阔水域面积增大，使太阳辐射吸收增加，北极温度进一步升高，又加剧了海冰缩减，这是“北极放大效应”产生的主要原因。“因此，北极海冰覆盖范围是北极及全球气候变化的重要指示剂。”报告称。全球海冰主要分布在南北两极，覆盖面积约2500万平方公里；北极海冰平均面积约1000万平方公里，每年3月份面积达到最大，9月最小。关于南北两极对气候变化的响应，黄华兵分析称，两者存在明显差异：南极气温上升较慢，部分地区甚至呈现出变冷的趋势，比如，南极冰盖表面融化、变化均不显著。“但整个北极地区在急剧变暖，冰雪的损失正在迅速增加。”报告称，2002~2021年北极海冰总体覆盖范围呈快速缩减趋势；每年最小海冰覆盖范围出现在9月份，近20年平均下降10.1万平方公里，缩减范围超过200万平方公里，到2021年9月，海冰覆盖范围为396万平方公里。相对而言，年内最大海冰覆盖范围（3月份）下降速率较小。此外，北极冬季多年冰快速缩减，逐渐被一年冰取代；冬季多年冰在总海冰覆盖范围中的占比从28%下降到13%；北冰洋大西洋扇区海冰在2020年和2021年夏季已近乎完全消失。发育于北半球高纬度地区格陵兰岛的格陵兰冰盖，是世界上除了南极冰盖之外的唯一冰盖，面积约177万平方公里，占比超过格陵兰岛面积的80%。据测算，格陵兰冰盖全部融化后可使海平面上升7.4米。近20年来，格陵兰冰盖融化年际波动显著，但融化范围总体未出现明显变化；冰盖表面融化加剧，形成更多的湖泊和河流等冰面水系；冰盖的边缘也有84%的冰川出现退缩，平均退缩距离约1.37千米。从北极海冰减少对全球气候变化和北极航道的影响看：一方面，北极海冰的减少，为人类开发利用北极航道提供了便利；但另一方面，海冰退缩、陆表季节性积雪减少以及格陵兰冰盖消融面积增加，减少地表反射，进一步加剧北极增温；冰盖融化导致海平面上升，影响沿海城市与岛屿的社会经济、自然环境与生态系统。据新华社报道，北极地区近年来野火频发，这样的火灾在本世纪中叶之前可能反复出现且愈演愈烈。北极地区土壤内，特别是处于冰冻或泥沼状态的泥炭地内，含有大量有机碳，一旦燃烧，会释放更多碳，从而加剧全球变暖趋势。联合国政府间气候变化专门委员会的专家称，北极的夏季无冰时代将比此前预测的本世纪末再提前整整半个世纪，即大约在2050年前到来。植被“绿化”近5年加速与冰雪消融相对应，北极气温升高和降水增加同时导致了北极陆地植被的绿度提高、返青期提前和生长季延长。北极植被变化被认为是全球气候变化的指示针和无损探针。报告称，在站点和个体植株尺度上的研究均表明，北极陆地植被在过去几十年间发生了前所未有的巨大变化。2002~2021年，77.4%的北极陆表区域绿度增加，相当于整个亚马孙雨林的面积（约550万平方公里），其中绿度显著增加的区域占北极陆表面积的四分之一。北极植被绿度最高的5个年份均出现在2017年之后，表明北极植被“绿化”近5年来有加速趋势。北极植被绿度与气温、季节性积雪、人类活动等因素显著相关。近六成北极陆表面积同时呈现融雪提前且植被绿度增加的趋势；北极植被绿度与夏季温暖指数亦呈同步变化趋势；北极植被绿度对人类活动的响应体现在两个方面，人类活动减弱的区域呈现植被“绿化”，而新增的人类活动区域呈现植被“褐化”。对于大范围的植被“绿化”，报告总结称，这影响着该地区的生态系统服务功能，并对野生动物的栖息地和气候系统产生影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343529.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343529.htm

研究：北极最早恐在2030年再无夏季海冰 比预计提前十年

研究：北极最早恐在2030年再无夏季海冰比预计提前十年而根据之前的预测，在人类大规模减排的情况下，北极要到21世纪50年代才会在夏季时没有海冰。研究人员分析了1979年至2019年间北极海冰面积的变化，他们比较了不同的卫星数据和气候模型，以评估北极海冰的情况。他们发现，海冰减少主要是人为造成的地球变暖的结果，而之前的模型则低估了北极海冰融化的速度。该研究的主要作者、韩国浦项科技大学教授闵承基(Seung-KiMin)表示：“我们惊讶地发现，无论我们如何努力减少排放，（未来）北极夏季都会无冰，这出乎我们的意料。”报道称，北极冰在冬季积聚，然后在夏季融化，通常在9月达到最低水平，然后这一循环随着天气变化再次开始。闵承基教授还表示，一旦北极夏季变得无冰，寒冷季节海冰的积累就会慢得多。气温越高，北极就越有可能在寒冷季节进一步保持无海冰的状况。一项2022年的研究显示，在过去几十年里，北极地区变暖的速度是世界其他地区的四倍。美国国家航空航天局（NASA）称，该地区的海冰已经迅速减少，北极每年9月的海冰面积以每十年12.6%的速度萎缩。CNN刊文指出，夏季没有海冰的北极将在世界范围内产生可怕的连锁反应。明亮的白色冰将太阳能从地球反射出去，但当这些冰融化时，更暗的海洋将裸露在外，从而吸收更多的热量，然后导致额外的变暖，这是一个称为“北极放大”（ArcticAmplification）的反馈过程。“我们可以将北极海冰视为我们身体的免疫系统与保护者，保护我们的身体免受有害物质的侵害。”闵承基教授说，“然而该地区已经达到了‘临界点’，一旦失去‘保护者’，北极的状况将迅速恶化。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363939.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363939.htm

比温度更重要：盐在海冰形成中的令人惊讶的作用

比温度更重要：盐在海冰形成中的令人惊讶的作用由于温度低，极地海冰通常在冬季形成。然而，较冷的、密度较大的水的下沉应使较温暖的水回到表面，并防止海冰的形成。研究人员最近在《科学进展》杂志上发表了一项研究，解释了为什么这种情况没有发生。根据他们的研究，极地地区表层水的盐度较低，阻止了较温暖的水上升到表面，导致海冰的形成。"表层水的盐度较低，这要归功于来自两极融化的冰和降水对海洋的淡水供应。表层水和深层水之间的盐度差异是在两极低温下形成海冰的一个重要因素。"哥德堡大学物理海洋学教授法比安-罗凯（FabienRoquet）说："如果没有盐度差异，水就不会变成分层，导致海水不断混合，从而阻止冰的形成。"水面的盐度较低，形成了一个"盖子"，防止暖水上升到表面。如果没有这个盖子，寒冷的极地温度将不足以冻结持续移动的较温暖的水。这个盐度盖子的强度是由于海水的独特属性造成的。在淡水中，低于4摄氏度的水具有较低的密度，因此停留在表面并冻结成冰，而不与来自更深的水混合。在海洋中，咸水的密度正好在冰点处最低，大约在-2C。然而，在冷水中，水的密度随温度的变化要比温度高时小得多，这对流体来说是非常不寻常的。海冰抑制了温室效应越接近两极，盐度对于限制整个水的混合和水温的均衡就越重要。这一发现显示了水分子的特殊属性对地球气候有多么重要。海洋和大气之间的热量交换不仅受到温度差异的影响，而且还受到海洋盐度的影响。如果没有这个事实，海冰就不可能在更大程度上形成。海冰本身是阻碍温室效应的一个重要因素，因为它把阳光反射出去。"随着全球变暖，我们看到了海冰的减少，这损害了极地海洋维持较低盐度的'盖子'的能力，而这种能力可以防止碳上升到大气中。但与此同时，随着冰川的融化和降水的增加，天气变暖会导致极地海洋的淡水增加。然后，盐度的差异可以增加，这可能有助于维持海冰的形成。但很难预测哪种影响将占主导地位；我们只需等待和观察，"FabienRoquet说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338507.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338507.htm

提前8年升高2°C：北极在全球迅速变暖中起到了放大的作用

提前8年升高2°C：北极在全球迅速变暖中起到了放大的作用根据伦敦大学学院（UCL）研究人员领导的一项新的建模研究，北极地区更快的变暖将导致全球气温提前八年升至2℃，而该地区的变暖速度与全球平均变暖速度相同。新的研究得出结论，北极变暖速度加快将使全球气温升高2°C的目标提前八年实现，这强调了加强监测和了解北极气候动态的迫切需要。北极地区目前的变暖速度是全球平均速度的近四倍。这项发表在《地球系统动力学》（EarthSystemDynamics）杂志上的新研究旨在估算北极地区变暖速度的加快会对多快突破《巴黎协定》中规定的全球温度阈值1.5°C和2°C产生影响。比较气候模型为实现这一目标，研究小组创建了其他气候变化预测，其中北极不会出现快速变暖。然后，他们将这一假设世界的气温与"真实世界"模型的气温进行了比较，并研究了突破《巴黎协定》规定的1.5℃和2℃临界温度的时间。他们发现，在北极没有快速变暖的模型中，阈值的突破时间分别比"现实世界"的预测时间（2031年和2051年）晚了5年和8年。北极海冰中的德国科考船Polarstern号。图片来源：阿尔弗雷德-维格纳研究所此外，他们还发现，北极不成比例的快速变暖，即所谓的北极放大效应，给预测增加了不成比例的不确定性，因为模型对该地区预测的变化比对地球其他地区预测的变化要大。全球意义和监测需求该研究的第一作者、博士生阿利斯泰尔-达菲（AlistairDuffey，伦敦大学洛杉矶分校地球科学系）说："我们的研究通过量化北极快速变暖对我们何时可能突破关键气候阈值的巨大影响，强调了其全球重要性。北极变暖也给气候预测增加了很大的不确定性。这些发现强调，有必要在原地和通过卫星对该地区的温度进行更广泛的监测，并更好地了解那里发生的变化过程，从而用于改善对全球气温上升的预测"。直接贡献和当地影响这项研究并没有试图量化北极变暖对世界其他地区的影响方式，例如通过海冰的消退帮助地球保持凉爽，而是估算了北极变暖对全球气温上升的直接贡献。根据直升机底部照相机拍摄的高分辨率航空图像绘制的浮冰三维图像。图片来源：Alfred-Wegener-Institut/NielsFuchs共同作者JulienneStroeve教授（UCL地球科学学院、加拿大马尼托巴大学和美国国家冰雪数据中心）说："虽然我们的研究侧重于北极变暖如何影响全球气温变化，但当地的影响也不容忽视。全球气温上升2°C，北极地区的年平均气温将上升4°C，冬季将上升7°C，这将对当地居民和生态系统产生深远影响。此外，北极地区的快速变暖还会产生我们在这项研究中没有考虑到的全球性后果，包括海平面上升和永久冻土融化，从而导致更多的碳排放到空气中"。被忽视的北极气候变化该研究的共同作者罗比-马莱特博士（RobbieMallett）（马尼托巴大学和伦敦大学洛杉矶分校地球科学荣誉研究员）说："北极的气候变化经常被政治家们忽视，因为该地区大部分地区都在国界之外。我们的研究表明，北极地区对《巴黎协定》等全球目标的影响有多大，希望能引起人们对该地区已经出现的危机的关注。"北极放大效应在冬季最强，是由几个因素造成的。其中之一是海冰的消退，这意味着更多的阳光（和热量）被海水吸收，而不是反射回太空。另一个因素是极地空气的垂直混合比热带少，这使得较暖的空气靠近地球表面。研究方法和不确定性这些模型将地球表面划分为三维网格单元，模拟每个单元内发生的物理过程。研究小组修改了模型的输出结果，将北纬66°以北地区的温度变化率设定为与地球其他地区的温度变化率相同，从而创建了一个北极不会迅速变暖的替代世界。他们研究了在合理的中间排放情景下，消除北极快速变暖对气温预测的影响，并计算了所有模型的平均气温预测值。此外，他们还研究了从模型中移除北极快速变暖会如何影响更悲观或更乐观的情景。例如，在更乐观的情景下，即大幅削减排放量并在2050年后不久实现净零排放，北极变暖会导致超过1.5°C的时间相差7年。与全球其他地区相比，不同模式对北极温度的预测差异更大，占预测不确定性的15%，尽管该地区仅占全球表面积的4%。当20年间全球平均气温比工业化前高出1.5℃或2℃时，就被视为突破了1.5℃和2℃的限制。《巴黎协定》的目标和北极变暖《巴黎协定》这一国际条约的目标是将全球平均气温保持在"远低于工业化前水平2℃"，并努力"将气温升幅限制在1.5℃以内"。据认为，自前工业化时代以来，北极地区的气温已经升高了2.7°C，而且自21世纪初以来，这种升温速度还在加快。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397221.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1397221.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