楊 楊
“冰蓋融化造成的海平面上升只是對氣候變化的一種響應,而海冰的消融還會對氣候起到反饋的作用,后者對人類生活的影響要嚴重得多?!?/p>
“不能燒,他可是19世紀最重要的思想家!”杰里米和埃爾薩為了要不要燒掉尼采的著作爭吵起來。
暴風雪中,他們和朋友一起狼狽地躲入圖書館,取暖至上,燒掉了大批書籍,包括希臘經(jīng)典和圣經(jīng)原本。圖書館外,巨大的好萊塢標志牌被吹走,直升機寸寸凍裂,自由女神的大半身體被冰封住,手中的火炬成了冰淇淋。
還記得電影《后天》中這駭人的場景?其實更駭人之處在于,該片是在全球升溫的大背景下,描摹出一場冰雪的災變。根據(jù)片中氣象專家霍爾博士的解釋,全球變暖導致北極冰蓋融化,大量淡水傾注到海洋,改變了海水的鹽度和比重,從而切斷了北大西洋的熱鹽環(huán)流——后者相當于一股熱海水的傳送帶,從赤道地區(qū)攜帶溫暖海水來到北半球。因此,北半球的溫度迅速下降,迎來新的冰期。
根據(jù)預測,現(xiàn)實世界中下一次冰期的到來還為時尚早,但北極對我們的影響卻并不遙遠。
不只是海平面上升
航船駛過緯度66度33分,便意味著進入了北極圈。
北極的主體是北冰洋,終年被大約3米厚的浮冰覆蓋,故又被稱作“白色海洋”。時不時,一些冰體會從陸地上的冰蓋或陸地邊緣的冰架上崩落下來,成為常見的冰山,它們的直徑大多超過5米。有時候,這些冰山會隨海流進入大西洋或阿拉斯加外海,個別的甚至會向南漂移到緯度40度的地方。1912年4月,其中一塊在這附近撞上了一艘名叫“泰坦尼克”的客輪。
在北極科考過程中,為了建立長期冰站以滿足隊員不同的考察需求,需要尋找到密度高、表面平坦的大面積海冰。1999年,首支中國北極科考隊伍在北緯74度建立了冰站,2003年則移至80度,而在剛結束不久的第三次北極科考中,我國科考隊員經(jīng)過近1小時的飛行偵察,才在北緯84度38分、西經(jīng)145度17分附近發(fā)現(xiàn)了一塊面積達0.5平方公里的完整海冰。
冰愈來愈少,或許可從側面作為全球變暖的佐證。另一個壞消息來自今年年初,北半球最大的沃德·亨特(Ward Hunt)冰架被發(fā)現(xiàn)已斷裂成3個部分,科學家認為未來幾年內殘留的冰架將會逐漸分解。
“北極冰蓋正以可怕的速度消失。”《后天》中霍爾的言辭有夸張之嫌,然而事實確實也不容樂觀。目前全球海平面平均每年升高2毫米,其中,根據(jù)美國國家宇航局(NASA)專家2006年的計算,格陵蘭島冰蓋融化的貢獻是0.5毫米。
在這里,需要厘清的一對概念是“海冰”和“冰蓋”。在地理學中,海冰指生成于海上的冰層,冰蓋則特指覆蓋在陸地上的冰層,在北極主要指格陵蘭島冰蓋和高山冰川。
海平面上升是由冰蓋的融化造成的。按照現(xiàn)有體積,如果北極的格陵蘭島冰蓋全部融化,全世界的海平面將會上升7米。但這不過一種極限的假設,一般來說,陸地上的冰蓋要比海冰穩(wěn)定得多。
事實上,目前的“快速融化”大多是在形容海冰。海冰本就生成于海上,即使全融也不會對海平面產(chǎn)生太大影響。但是,接下來會怎樣?
北極地區(qū)豐富的石油、天然氣等資源向人們敞開;連接歐亞的便捷的西北通道將貫通;動物保護者不禁替北極熊擔憂,這些憨態(tài)可掬的動物可棲息的居所愈來愈局促;但科學家們更擔憂的則是海冰融化后,對氣候產(chǎn)生的反饋作用。
這種“反饋”作用主要緣于海冰對太陽能的反射。隨著海冰融化,越來越多的海水表面暴露出來。比起海冰,海水對太陽能的反射作用大大降低——原本可以反射回宇宙的80%的太陽能,現(xiàn)在卻只能反射回5%,其余的則被海水吸收并存儲。但最終這些熱量將被釋放到大氣中,加劇大氣變暖,進而又導致海冰變薄變少。如此往復,形成惡性循環(huán)。
今年北極科考的物理海洋組負責人趙進平教授對記者說:“冰蓋融化只是對氣候增暖的一種響應,而海冰融化卻會反過來影響氣候。比起冰蓋融化引起的海平面上升,海冰消融的氣候效應對人類生活的影響要嚴重得多?!睋Q句話說,按照現(xiàn)在的速度,海平面每年上升2毫米,到2208年,海平面上漲不過40厘米,加固一下海堤,或者躲去海拔稍高的地區(qū)便無礙——但是,假如氣候變化劇烈,人類將無處可逃。2040年還是2013年?
英國科學與發(fā)展網(wǎng)絡中國區(qū)域協(xié)調員賈鶴鵬向記者介紹,根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發(fā)布的評估報告,包括中國科學家在內的科學家中,90%以上對“北極消融源于人為排放二氧化碳進而導致的全球升溫”這一觀點沒有爭議。
爭議的重點在于時間。來自計算機模型的預測顯示,海冰將持續(xù)融化下去,但何時會完全無冰,科學家從未達成共識。通常的預測結果是在2040到2100年間。
而維斯拉夫·馬斯洛斯基(Wieslaw Maslowski)領導的研究小組預測的時間總是比別人提前。這位來自加州蒙特里的海軍研究員在去年計算出驚人的結果,他認為2013年北極的海冰就要全融——還覺得自己的結果其實很保守。他建立的計算模型曾被認為相對準確,因為將過去已知的相關數(shù)據(jù)(比如氣候數(shù)據(jù))代入他的模型,計算結果與已發(fā)生的實際情況比較吻合。
但是趙進平的意見是,“好比一位良醫(yī),過去醫(yī)好了很多病人,但這并不能代表未來。何況,未來的數(shù)據(jù)并不確定,而海冰預測的準確性,要建立在這些數(shù)據(jù)準確的基礎上?!?/p>
趙進平認為,在一定程度上,海冰消融可以預報,但可預報性非常差,至少要比現(xiàn)在的天氣預報更難?!昂1慕Y構更為復雜,其變化與大氣的驅動作用有相當敏感的關系;如果不能準確預報幾年后的氣候,就更不能準確預報幾年后的海冰?!?/p>
去年4月份,在維也納舉辦的“北極海冰命運”的國際會議上,在座的科學家均未對“海冰消融的時間”給出確切結論。事實上,早在2005年,在比較了9個模擬未來幾十年北極氣候變化的結果后,當時還在伊利諾伊的國際北極研究中心學者約翰·沃爾什(John Walsh)教授認為:“由于諸多不確定性,這些模擬結果的參考意義并不大。”
充滿不確定因素
據(jù)趙進平教授介紹,海冰作為肉眼所見的結晶體,自然狀態(tài)下很多偶然因素都可能導致它的斷裂,比如一場風帶來的碰撞。因此,要將海冰作為研究對象進行預測計算,首先要將固態(tài)的海冰整體刻畫成可計算的流體。
“刻畫是將真實現(xiàn)象簡化和抽象的過程,去粗存精,保留最主要的結構和特性(如傳熱性能、剪切強度等),建立模型進行模擬計算。所有的刻畫都只是一種近似。”即使在預測計算的過程中,同樣充斥著諸多不確定性。
而另一位不愿透露姓名的氣候研究專家告訴記者,這種不確定性包含在需要考慮的各種流體模型和物理因子中,包括太陽輻射、云量、積雪凍土甚至地面植被。
大部分的結果差異緣于此。比如云量的影響,不同云量對海冰吸收熱量的影響可能會相差10倍,但未來的云量數(shù)據(jù),只能根據(jù)以往的數(shù)據(jù)進行推測——這個天氣推測結果本身未必準確,自然會進而影響最終的計算結果。再比如,現(xiàn)今的計算模型是建立在當今全球升溫的速率基礎上,而以后的速率一旦改變,計算結果的參考價值也會大打折扣。
趙進平認為,要預測準確的消融時間,首先要準確預測大氣強迫場(如太陽輻射、風力等),但是,對于這樣長期的未來氣候,目前尚不能準確預報,再根據(jù)這些來預報海冰的消融時間則更不可能準確。一個可以佐證的事例是:2007年9月,北極海冰面積只剩下413萬平方公里,甚至比2005年的最低紀錄530萬平方公里又縮小了五分之一——這是當時全世界所有的計算模型都不曾預測到的。
馬斯洛斯基覺得有必要根據(jù)這種關鍵性的數(shù)據(jù)修改自己的模型,提出可能更驚人的結果——因為他之前做出的“2013年海冰全融”預測,數(shù)據(jù)均來自1979年到2004年。(博聞網(wǎng)專供《新民周刊》)■