北极的冰何时会全部消失?

一位气候学家和冰研究员考察了最新的趋势和数据

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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。

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

Julienne C. Stroeve is a Canada 150 Research Chair at the University of Manitoba and received a Ph.D. from the University of Colorado Boulder in 1996. Her Arctic research interests include atmosphere–sea-ice interactions, sea-ice predictability, climate change and associated impacts. She has conducted several Arctic field campaigns and will participate in the upcoming Multidisciplinary Drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) expedition. Stroeve has published more than 60 articles in peer-reviewed journals, contributed to several national and international reports on climate change, briefed former vice president Al Gore and congressional staff and been listed as one of the most highly cited researchers by Thomson Reuters since 2014.

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