2045年：北极无冰

一吨二氧化碳可以消耗3平方米的北极夏季海冰。资料来源:保罗·尼克兰

你知道从纽约到伦敦的航班消耗了多少燃料吗？一平方米的北极海冰。

最近，发表在《科学》杂志上的研究表明，自20世纪60年代以来，北冰洋的冰盖以与人类温室气体排放相一致的速度缩小。排放到大气中的每一吨二氧化碳似乎消耗了北极3平方米的夏季海冰。这个结果是科学家现有数据的简单而直接的结果。

“这是基础研究。”德国马克斯·普朗克气象研究所的海冰专家、研究伙伴德克·诺茨说:“回顾过去，这听起来像是20年前有人干的。”。

该研究表明，如果这种线性关系和当前的排放趋势继续下去，到2045年，北极周围的海洋将不再有冰。这个速度比一些模型预测的要快得多。研究结果还表明，现有的模型可能低估了北极圈的温度和冰层融化的速度。

此外，美国乔治梅森大学气候变化中心主任爱德华·迈巴赫说，这项研究还为公众和政策制定者提供了化石燃料燃烧影响的具体例子。"具体的信息通常比抽象的信息更有吸引力."他说。

例如，根据新的计算结果，美国一个四口之家的平均年碳排放量将融化大约200平方米的海冰。这个家庭在30年内摧毁的北极海冰总面积相当于一个美式足球场，这对北极熊赖以生存的生物构成了切实的威胁。

这项研究还生动地比较了国家之间的差异:一个美国人破坏的冰是一个印度人的10倍。

海冰的减少已经成为全球变暖的典型产物。先前的研究表明，冰雪的融化与大气中二氧化碳的含量密切相关。然而，诺茨和它的合作者，美国国家冰雪数据中心的海冰卫星监测专家Julienne Stroeve发现，人为温室气体排放与9月份北极海冰的历史观测结果密切相关。

他们在历史记录中发现，排放到大气中的每吨二氧化碳意味着9月份平均有3平方米的海冰消失。海冰面积通常在冬季扩张前的九月达到最小值。为了避免海冰的逐年波动，研究人员使用了30年的冰盖移动平均值来分析1968年至2000年间海冰的变化。

此外，为了确定研究中发现的温室气体排放和海冰融化之间的线性关系，诺茨和他的同事研究了全球36个主要的气候模型。Stroeve说，每当计算机模拟二氧化碳以每年平均1%的速度增长时，就会得出类似的结论。

然而，模型的敏感性也会降低:它倾向于低估冰的流失量。“这些模型并不完美。如果你能单独使用观测来预测北极海冰，结果可能会更准确。”斯特罗伊芙说。

斯特劳夫和诺茨预测，1万亿吨二氧化碳将使夏季海冰覆盖面积不到100万平方公里，这仅相当于德克萨斯州和新墨西哥州的总和。这几乎相当于没有冰，因为其余的海冰将被陆地包裹，如格陵兰岛的北部边缘。

如果目前每年350亿吨的碳排放量持续下去，到2040年代中期，北极海域的冰层将在夏季消失。研究人员还提到，同样的1万亿吨二氧化碳不仅会抹去海冰，还会使全球气温上升2摄氏度。这也是巴黎气候变化会议设定的“门槛”。

根据《巴黎协定》，所有国家都将加强对气候变化威胁的全球反应，并将全球平均气温的上升控制在工业化前水平的2摄氏度以内。研究报告显示，如果全球变暖导致气温上升2摄氏度，将导致2.8亿人居住的大片土地被淹没。如果平均气温上升4摄氏度，将有7.6亿人无家可归，因为他们的家园被洪水淹没。

然而，斯特劳夫和诺茨不确定为什么海冰减少的轨迹与温室气体排放如此一致。但他们给出了一个潜在的合理解释:随着碳排放使北极空气变暖，海冰进一步向北收缩，在那里它从太阳光中获得的直接热量更少。

诺茨还认为，气候模型低估了每吨二氧化碳的海冰流失量，因为他们低估了北极地区由此获得的热量。加拿大气候模型和分析中心的海冰科学家格雷戈里·弗拉托(Gregory Flato)表示，尽管这看起来很容易检查，但北极海冰上方的气温数据非常稀少。

一些科学家还说这项研究过于简单。美国科罗拉多大学的海冰建模专家亚历山德拉·贾恩(Alexandra Jahn)指出，斯特劳夫和诺茨的理论“最终解释了人们已经发现的线性关系，但没有合理的解释”。然而，需要进一步的研究来消除影响海冰收缩的其他因素，如云层的变化。但是斯特劳夫和诺茨说，云层和海洋温度的影响并不重要。

但是他们也承认在地球另一边的南极情况不同，那里没有完全遵循排放定律。在那里，风和海温对海冰的行为有更大的影响。

然而，西班牙巴塞罗那超级计算机中心的海冰建模专家弗朗索瓦·马索尼特警告说，“尽管这很有吸引力，但过分相信我们可以推断出碳排放和北极变暖之间的关系是危险的。我们知道北极的气候变化是非线性的。”(张张编)