北极春季海冰融化正在顺利进行中,冰层持续收缩,覆盖面积逐渐减小,直至夏季末达到年度最小范围。
尽管今年的融化过程时断时续,但根据美国国家冰雪数据中心(National Snow and Ice Data Center)的最新更新,自三月份达到年度最大值以来,北极冰盖面积一直低于平均水平。目前尚不清楚早春的冰盖范围将对九月份的年度最小值产生何种影响,因为事实证明,模型在预测异常结果方面表现不佳。
然而,一项新的研究表明,如果模型考虑到海冰表面被融池覆盖的程度,或者说海冰融化时在其顶部积聚的水池的程度,预测可能会得到改进。这些水池会加强融化循环,因为其蓝色深处会吸收太阳光线,导致升温和进一步融化,而明亮的白色冰层则会反射光线。
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年度夏季最小值备受关注,部分原因是,尽管它是年度海冰循环的正常组成部分,但它已成为全球变暖推动的北极海冰持续减少的尤为鲜明的标志。北极冰层模式的变化可能会影响海洋和大气中的环流模式,其影响可能会扩展到极地地区以外的遥远区域。
春季范围
北极海冰在3月21日达到今年的最大范围,峰值为570万平方英里,比1981年至2010年的平均水平低约28.2万平方英里,此前冰层形成曾出现季节末的激增。该面积是卫星记录(可追溯到1978年)中的第五低最大值,这体现了北极变暖带来的冰盖范围缩小的趋势。
冰层生长的后期激增之后,四月初冰层迅速消退,随后本月晚些时候融化速度减缓。四月份的平均消退速度为每天11700平方英里——大致相当于罗德岛州和马萨诸塞州的总面积——低于1981年至2010年期间每天14800平方英里的平均速度。
根据美国国家冰雪数据中心(NSIDC)的最新数据,四月份的平均冰盖范围为546万平方英里,比平均水平低23.6万平方英里,但比2007年创下的当月最低记录高出近30万平方英里。2014年4月的冰盖范围仍然足够小,也位列有记录以来的第五低。
但目前的冰层状况似乎与其夏季末的状态没有明显的联系,至少科学家们尚未能够找出这种联系。《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)杂志今年早些时候发表的一项研究发现,各种模型已被用于尝试预测夏季最小值,当最小值符合长期下降趋势时,结果相当不错。但当最小值超出这些范围时,模型就无法预测到这种情况。
该研究表明,冬季末海冰的范围和厚度似乎都与夏季范围没有很好的相关性。美国国家冰雪数据中心的朱莉恩·斯特罗夫(Julienne Stroeve)在四月份告诉气候中心,这一结果表明北极夏季天气对于决定冰层会降到多低至关重要。
融池预测
不过,一项于4月20日在《自然·气候变化》(Nature Climate Change)杂志上在线发表的新研究可能已经找到了一种改进季节性海冰预测的方法,即纳入对融水的考量。
研究人员使用了恰如其分的CICE(“看冰”)模型来模拟融池的演变(因为很难获得关于融池的良好观测数据),并查看了五月份(融池首次形成时)的融池面积与夏季冰盖范围之间的统计比较。英国雷丁大学(University of Reading in England)的研究作者大卫·施罗德(David Shröder)告诉气候中心,他们得到了“出乎意料的强相关性”。实际上,它比春季冰层厚度(因为较薄的冰层更容易融化)与夏季最小值之间的相关性更强。
施罗德说,鉴于融水吸收太阳辐射(在科学术语中称为增加冰的反照率)并导致更多融化的明显潜在反馈,这种强相关性是有道理的。(融池覆盖率也是春季冰层状态的一个指标,因为融池在相对平坦的头年冰(较薄,因为它刚刚形成)上的覆盖面积可能比在崎岖不平的老冰(通常较厚)上的覆盖面积更大。)
斯特罗夫在一封电子邮件中写道:“因此,当然,更早的融化开始和更早的融池形成有助于增强冰-反照率反馈,从而导致夏季融化更多的冰。”尽管夏季天气仍然是最终最小范围的关键因素。
施罗德的团队预测,2013年9月的平均冰盖范围为555万平方公里,结果比气候科学家做出的其他23项竞争性预测(或者,大概还有一些人为了看谁能选出最小值而进行的非正式预测)更接近观测到的535万平方公里的范围。
施罗德说,他的团队将在六月初根据五月份的融池形成情况再次对今年夏季的冰盖范围进行预测。
但要了解今年夏天冰层融化和最小范围(以及谁赢得那些预测)会带来什么,科学家们和所有人一样,只能拭目以待。
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本文经气候中心许可转载。该文章于 2014 年 5 月 13 日首次发表。