冲击与融化——阿拉斯加海冰骤降,前所未有

天气条件和全球变暖的推动导致2018年冬季冰盖面积降至惊人的历史最低水平

四月本应是阿拉斯加偏远西部海岸的原住民村庄捕猎海象的黄金季节。在过去几年,动物栖息的冬季海冰仍然丰富,为自给自足的猎人提供了绝佳的目标。但今年四月下旬的海冰覆盖范围更像是六月中旬的水平,已经进入融化季节。这种情况是白令海冬季海冰长期稀缺的延续——这种下降如此显著,以至于震惊了多年来一直关注北极海冰因气候变化而减少的研究人员。

阿拉斯加大学费尔班克斯分校国际北极研究中心首席科学家约翰·沃尔什说,2018年白令海的冬季海冰覆盖面积不仅创下历史新低,而且只有此前冬季最低纪录(2001年)的一半。“白令海的海冰从未有过如此接近的情况”,美国国家海洋和大气管理局阿拉斯加气候学家里克·托曼说,他回顾了160多年的历史。

阿拉斯加海岸附近的白令海二月份海冰范围创历史新低,与168年的历史记录相比。图片来源扎卡里·拉贝,加州大学欧文分校和希瑟·麦克法兰,阿拉斯加大学


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包括温暖的空气和海洋温度,以及持续的风暴在内的多种条件共同为该地区海冰的急剧下降奠定了基础,而迄今为止,该地区并非北极海冰总体减少的主要贡献者之一。沃尔什说,虽然一定程度的随机天气变化促成了今年这个非凡的冬天,但北极的背景变暖才是为达到如此闻所未闻的极端水平提供“额外推动力”的原因。

每年秋季,随着太阳在天空中低垂,气温下降,海冰从北冰洋中心向外扩张。在阿拉斯加附近的楚科奇海和白令海,通常在十月份开始结冰。冰层会向南延伸并在整个冬季积聚,直到三月份达到顶峰,届时太阳再次升高,冰层开始融化。但随着北极气温以全球平均速度两倍的速度上升,该地区的秋季结冰时间开始稳步推迟,从而助长了冰层流失的自我持续循环:冰层融化后,会留下更多的开放水域在夏季吸收太阳光线,这进一步温暖了海洋,导致更多的冰层融化,从而延迟了秋季结冰。近年来,结冰时间已推迟到十一月,但今年气温如此温暖,以至于楚科奇海在十二月仍然是开阔的海洋。沃尔什说,“这在有记录的历史中从未发生过”。

异常温暖的天气持续了整个冬季,部分原因是大气模式使暖空气和风暴周期性地从南方席卷而来。二月份发生的一次此类事件帮助将月平均气温推高至白令海和楚科奇海正常水平以上 18 至 21.5 华氏度(10 至 12 摄氏度)。因此,白令海的冰层范围减少了一半,而此时冰层本应仍在增长。风暴还阻止了通常从楚科奇海向白令海的冰层南流。随之而来的风搅动了海浪,阻止了新冰的形成,并打破了现有的薄冰。

托曼说,长期以来,这种大气条件一直是限制白令海海冰生长的因素。但直到最近,那里的海水在秋季仍然足够冷,以至于当风从北方吹来时,海冰仍然会扩散。过去几年,白令海的海水异常温暖。研究气象学家尼克·邦德和其他人认为,这是 2014 年至 2016 年在美国和加拿大大陆西海岸外海域出现的更大规模的海洋热浪——被称为“The Blob”——的“挥之不去的后遗症”。为 NOAA 太平洋海洋环境实验室工作的邦德认为,其中一些温暖的海水沿着洋流进入白令海,留下了一个深层的热量库,阻碍了冰层的形成,尽管他尚未对此进行正式研究。

邦德、沃尔什和托曼都表示,今年冬天阿拉斯加沿海地区发生的这些异常情况很大程度上可以归咎于混乱气候系统中的随机天气变化,但他们补充说,全球变暖可能加剧了局势的严重性。沃尔什与人合著的一项研究发表在 1 月份的《美国气象学会公报》上,研究发现,虽然“The Blob”是由自然变化引起的,但如果没有气候变化,它可能不会像现在这样强烈。虽然白令海经历过许多像今年冬天一样多风暴的冬天,但潜在的变暖趋势意味着,在今天的气候条件下,这样的冬天可能会对海冰形成产生更大的影响。

海冰的缺乏不仅严重打击了海象狩猎;在整个冬季和春季,沿海社区在风暴期间经历了严重的洪水和侵蚀,而通常的海冰几乎没有起到缓冲作用。托曼说,当地居民称之为“垃圾冰”的少量海冰非常薄:“它和没有冰几乎没什么区别。”

四月底,白令海几乎没有冰——比计划提前了四周。随着太阳再次照耀北极,开阔的海洋正在吸收热量,这可能会导致明年秋季再次延迟结冰。然而,由于天气所起的作用,“并非每年都会像今年这样”,托曼说。“明年几乎肯定不会这么低。”但他表示,随着气温持续上升,“我们很可能不会再等 160 年才再次看到类似的事情发生”。

Andrea Thompson is an associate editor covering the environment, energy and earth sciences. She has been covering these issues for 16 years. Prior to joining 大众科学, she was a senior writer covering climate science at Climate Central and a reporter and editor at Live Science, where she primarily covered earth science and the environment. She has moderated panels, including as part of the United Nations Sustainable Development Media Zone, and appeared in radio and television interviews on major networks. She holds a graduate degree in science, health and environmental reporting from New York University, as well as a B.S. and an M.S. in atmospheric chemistry from the Georgia Institute of Technology. Follow Thompson on Bluesky @andreatweather.bsky.social

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