气候连线 | 2022年1月,有史以来观测到的最强北极气旋袭击了格陵兰岛以西的冰冷水域。风速超过每小时67英里,海浪高达26英尺以上,这场风暴吞噬了厚厚的冬季海冰。
科学家后来确定,在短短几天内,巴伦支海、卡拉海和拉普捷夫海的超过15.4万平方英里的冰层消失了。这是该地区有史以来记录到的最大的六天海冰损失。
在气温飙升已稳步侵蚀海冰覆盖几十年的地区,这是一个沉重的打击。北极的变暖速度是全球平均水平的四倍,一些研究警告说,北冰洋可能会在十年左右的时间内迎来第一个无冰夏季。
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强烈的气旋会加速冰盖的消亡。科学家警告说,像2022年的风暴这样的事件未来可能会更频繁地发生。新的研究发现,随着气候变暖,北极气旋正在变得更强。事实上,它们已经增强了几十年。
该研究于10月2日发表在《地球与环境通讯》杂志上,有助于解决关于北极气旋趋势的长期争论。科学家预测,随着持续变暖,风暴强度应该会增加。但是,不同的研究对北极气旋是否随着时间的推移而实际增强得出了不同的结论。
北卡罗来纳州立大学北卡罗来纳气候研究所的高级科学家、该研究的主要作者张向东说,这部分是因为之前的研究通常侧重于北极气旋难题的零星部分。一些科学家只关注北极气旋的总数,一些人只研究了它们的强度,另一些人则调查了它们持续的时间。
张向东说,这项新的研究试图将所有部分整合在一起。研究人员整合了北极气旋行为所有不同方面的测量结果,以开发一种新的气旋活动指数。
该研究发现,自20世纪50年代以来,强烈的北极气旋发生得更加频繁。它们的持续时间也更长,使它们有更多时间对冰冷的海域造成破坏。而且,这种趋势在过去几十年里有所加速。
研究表明,一些因素导致了风暴的增强。其中一些因素与气候变化有明显联系。
陆地、开阔的海洋和海冰上的温度往往已经不同。北极变暖进一步加剧了这些不同区域之间的温度梯度。这些梯度的变化会影响北冰洋上风暴的形成,有助于气旋变得更加强烈。
张向东说,地球喷射气流的变化也发挥了作用,尤其是在冬季。喷射气流是环绕地球的快速气流,对全球天气模式有很强的影响。
一些研究表明,冬季喷射气流正在变得更加波浪形——在绕地球流动时上下蜿蜒。这有助于气流引导更多气旋进入北极。
喷射气流的变化可能与气候变化有关,尽管科学家仍在争论确切的机制。一些研究表明,北极的快速变暖正在以影响地球周围气流的方式改变大气。但这仍然是正在进行的研究的主题。
与此同时,对流层中极地气流的增强涡旋有助于增强夏季气旋。张向东说,目前还不清楚为什么涡旋会发生变化。
他说:“这也可能与变暖趋势有关。这仍然是一个悬而未决的问题。研究仍在进行中。”
气旋的增强可能会对北极产生一些严重的后果。
这些风暴将热量和水分转移到该地区,同时用强风和高浪搅动海洋。这会加速北极海冰的融化,并将更多的开阔海洋暴露在大气中,使水吸收更多的太阳热量。它还可以混合水,将热量从海洋深层转移到地表,融化更多的冰。
科学家警告说,北冰洋的变暖和融化可能会改变海洋生态系统。一些极地鱼类可能会被迫迁移到更靠近北极的地方,或面临灭绝的危险,而新的物种开始迁入。北极熊和海象等利用海冰捕猎或休息的动物将会遭受苦难。
张向东补充说,海洋变暖还将有助于进一步加速北极气候变化的总体速度。虽然这仍然是一个有争议的话题,但北极变暖有可能导致喷射气流的进一步变化,这可能会改变北半球的天气模式。
北极气旋与地球气候系统中的各种因素相互作用。张向东说,这使它们成为研究的主要对象。
他说:“北极气旋研究是一个热门话题。有大量的人和同事正在从事这项工作。”
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