一项新的研究发现，到本世纪末，阿拉斯加地表之下近四分之一的永久冻土可能会融化，释放出长期封存的碳，这些碳可能会进入大气层并加剧全球变暖。
这项研究详细发表在《环境遥感》杂志上，比以往的研究更详细地绘制了阿拉斯加近地表永久冻土的分布图。研究作者表示，这些细节可能有助于确定未来工作的重点，以及哪些地区面临永久冻土融化的其他影响风险，例如当地生态系统的变化和基础设施的威胁。
北半球约四分之一的陆地是永久冻土，即至少两年保持冰冻状态的地面。其中一些永久冻土已经处于冰冻状态数千年，封存的碳量是目前地球大气层中碳量的两倍多。但随着北极地区气温上升速度是全球平均水平的两倍，该地区的永久冻土正开始融化，释放出其中冰封的碳。
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美国地质调查局科学家兼研究报告的共同作者布鲁斯·威利说：“在这些北极和北方森林系统中，地下有大量的土壤碳——非常多。这是最大的威胁。”
阿拉斯加近地表永久冻土的当前概率。
图片来源：Pastick 等人/环境遥感
如果这些碳进入大气层，可能会进一步推高全球气温——目前已比工业化前温度高出 1°C（接近 2°F）——并加剧气候变暖的影响，例如海平面上升以及更持久和强烈热浪。这也可能加剧北极地区变暖的反馈循环，导致更多永久冻土融化和进一步变暖。另一项最近的研究发现，永久冻土融化造成的额外温室气体排放可能会在 2200 年前造成43 万亿美元的经济影响。
最靠近地表的永久冻土是一个重大担忧，因为它特别容易因气温升高以及流水和野火等其他因素而融化。但科学家们甚至不知道所有永久冻土的确切位置。
威利说，顾名思义，永久冻土位于地下，“你看不到它，而且边界可能非常突兀”。它也分布在广阔的偏远地区——这些地区并非易于研究。
为了解决这些问题，研究团队使用了来自阿拉斯加 17,000 个永久冻土直接测量点的 数据。他们将这些测量数据与环境数据（如气温、降水、海拔和其他因素）进行匹配，并让计算机算法学习这些关联，然后在地图的其余部分进行填充，分辨率达到约 30 米，高于以往的研究。
他们发现阿拉斯加 38% 的地区存在近地表永久冻土。但他们的研究并未止步于此。
利用他们建立的永久冻土与气候因素之间的关系，研究团队使用他们的模型进行快进，看看未来随着整体气温升高会发生什么。（他们保持植被和野火活动等其他因素与今天相同，以隔离气候的影响。）
在各种未来情景下，阿拉斯加近地表永久冻土位置的变化。
图片来源：Pastick 等人/环境遥感
他们估计，仅因气候变化，到本世纪末，阿拉斯加 16% 至 24% 的近地表永久冻土将会消失。阿拉斯加中部地区的永久冻土最容易受到影响，“那里是较温暖的北方森林永久冻土区，整个永久冻土层可能会在几十年内融化殆尽”，费尔班克斯阿拉斯加生态科学研究所的共同作者托雷·约根森在一封电子邮件中表示。
约根森说，短期内的气温升高甚至会对永久冻土产生明显影响，“特别是暖冬，冬季早期积雪深厚，例如今年”。
阿拉斯加最近几年经历了多次暖冬，2014 年成为有记录以来最热的年份，并延续到刚过去的这个冬天。根据国家环境信息中心的数据，2014 年 10 月至 2015 年 3 月的寒冷季节是有记录以来第三温暖的季节。今年的寒冷季节也开始偏暖，该州大部分地区的气温远高于平均水平（10 月份）。
约根森说：“今年对永久冻土的稳定性来说将是糟糕的一年。”
科学家们表示，本世纪近地表永久冻土的实际损失量可能会高于研究估计，因为野火活动增加和生态系统反馈等其他因素可能会放大气候变暖的影响。
对于新地图上的某些位置，作者对那里是否存在永久冻土的确定性不如其他位置。他们希望该地图能够促使在不确定性较高的地区进行进一步研究，以便更清楚地了解永久冻土的情况。它还有助于将研究重点放在永久冻土被认为最脆弱的地区，例如，由于覆盖它们的土壤层特别薄，更容易在野火中被烧毁。
约根森说：“我们很快将达到气候变暖的临界值，[届时]火灾将使北方森林地区的永久冻土消失且无法恢复。”