北极的冰何时会全部消失?这是媒体、公众和政策制定者经常向海冰研究人员提出的问题——这不足为奇。最近的一些报告详细说明了北极夏季海冰覆盖面积的加速减少。此外,观察到的冰损失通常比气候模型预测的要快。这个问题变得更加复杂,因为我们看到气候模型模拟存在很大的差异,一些模拟中,2020年已经出现9月无冰的情况,但在另一些模拟中,直到2100年之后才会出现。因此,确定答案是棘手的。但是,首先问这个问题是正确的吗?它假设海冰损失是时间的函数,但事实是这样吗?
实际上,北极海冰覆盖并不关心时间。冰损失是自然气候变化和人为变暖的函数,而人为变暖是由大气中二氧化碳浓度增加引起的。我们监测9月的夏季冰,因为这是一年中北冰洋海冰最少的时期。历史上,北冰洋全年都被冰覆盖,但今天这个区域大约是过去的一半。在过去的三年里,一些出版物已经确定,温室气体造成的变暖是夏季冰盖长期减少的主要驱动因素。一项研究例如,显示每向大气中增加一公吨二氧化碳,9月海冰就会消失三平方米。按照目前每年350亿至400亿公吨二氧化碳的全球排放率,我们可能会在未来20至25年内首次看到9月无冰的情况,届时我们将向大气中再增加8000亿公吨二氧化碳。但这不会止步于此。随着大气中二氧化碳的增加,一年中的其他月份也会变得无冰。例如,再增加18000亿公吨二氧化碳,北极很可能从7月到10月都没有冰。
一些研究人员正在调查可以挽救北极海冰的全球温度限制。如果将升温幅度保持在1.5摄氏度以下,则失去所有冰的可能性会大大降低。如果我们允许升温增加到2摄氏度,则很可能会出现无冰的情况。政府间气候变化专门委员会最近的报告给出了一个可能保守的估计:它指出,在全球气温升高2摄氏度时,每十年就会出现一次9月无冰的情况。然而,观察到的海冰减少与全球变暖之间的关系比气候模型中看到的要大。因此,如果我们调整模型以匹配观察结果,我们会发现全球气温每升高1摄氏度,我们就会损失超过400万平方公里的海冰。鉴于目前9月的冰覆盖率已经徘徊在400万平方公里附近,这一结果意味着在全球变暖2摄氏度的情况下,每个夏天肯定会出现无冰的情况。
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海冰损失并非不可逆转。因此,现在是时候重新定义我们的问题,并讨论我们如何限制大气中额外的二氧化碳量,以保持北极的夏季冰盖。也许更重要的是,我们必须问我们愿意损失多少海冰。
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图片来源:Amanda Montañez;资料来源:Piomas月度冰体积数据,1979年至今,华盛顿大学极地科学中心