250年前的目击者记录证明北极冰层变薄

几个世纪前的船舶日志揭示了北极变暖的线索

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科学家们推测,过去三十年北极海冰的流失是全球气候近期剧烈变化的一部分。现在他们从非传统的来源集合中获得了证据。

英国桑德兰大学ARCdoc项目研究人员发现,早在250年前,加拿大和格陵兰之间的年度海冰覆盖了更大的区域,这是更寒冷、更潮湿、风暴更频繁的气候的结果。证据来自1750年至1850年间北大西洋皇家海军探险队和哈德逊湾公司运输船的近150本手写日志。另外60卷来自北极捕鲸人的记录,他们曾在永久性浮冰中捕猎,提供了罕见的极地北部地区的目击者描述。虽然海军和哈德逊湾的记录之前已经被检查过,但ARCdoc主任丹尼斯·惠勒说:“这些捕鲸日志从未被用于科学研究。”

将这些发霉的编年史转化为数字数据的三年努力分两个阶段进行:首先,将书中关于冰层形态的观察结果翻译成现代词汇表。其次,重建人为变暖之前北大西洋气候的重要组成部分。


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分析关于降水、海洋活动和风的记录需要速成学习古老的海事行话。ARCdoc研究助理马修·艾尔专注于英国最雄心勃勃的捕鲸人之一、早期极地科学家小威廉·斯科尔斯比的几本书。艾尔通过将古老的行话翻译成现代术语和百分比,编写了一本海冰“词典”。然后,他通过在北冰洋破冰船甲板上的定期观测验证了其准确性。

凭借这枚极地解码环,ARCdoc团队从日志中精心提取气象备忘录,将过时的语言更新为科学标准。最后,他们整理了每月的天气事件和季节性冰层特征统计数据,并将数据绘制在巴芬湾和戴维斯海峡(一个被称为气候趋势孵化器的区域)上。

数据点的序列(称为时间序列)揭示了区域范围内风环流、风暴频率和强度以及降水的年代际变化。而且,在1800年左右,风暴强度的重大转变在接下来的40年中带来了更多的暴风雪和冰盖。巴芬湾和戴维斯海峡的海冰面积比科学家们假设的更大,天气模式的波动也更大。

在将他们的模型与当前的卫星图像进行比较后,ARCdoc团队证实,两个世纪以来冰层的范围大幅减少,这是气候学家推测的更寒冷的过去的第一个证据。此外,ARCdoc的结果显示了温室效应之前的北极地区,使科学家能够根据“自然”(工业革命前)环境来衡量当前和未来的状况。

美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的研究科学家沃尔特·迈尔表示,这些记录侧重于有限时间段内的单个区域,但证明了气候系统内部变异性的范围。ARCdoc的研究结果可以与其他数据集联系起来,以更全面地了解北大西洋以外的大气现象。“它对于为长期变化创建背景非常重要,”他说。

国家冰雪数据中心主任马克·塞雷泽称这项研究是数据挖掘的一个很好的例子——在这种情况下,挖掘历史叙述以发现原始数据中的模式。“这个项目证实,我们在卫星数据中看到的现象非常不寻常,研究结果可能是一个有用的工具,可以向公众展示今天的情况确实有所不同,”他说。

但仍有一些问题:火山活动、太阳辐射或海洋环流是否导致了冰层流失?惠勒表示,线索可能从美国、荷兰或丹麦收藏馆中尚未研究的日志中找到。答案可以为科学家提供构建地球气候最敏感地区精确模型的方法。如果我们对北极的过去有准确的了解,我们就能为其未来做出更好的决定。 

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