极地2.0：北极冻冰消失后会发生什么？

在阿拉斯加北部的水域，海冰正在加速融化和消失。资料来源:保罗·尼克兰/NGC

去年，当北极进入一个半无阳光的秋天时，它似乎进入了黄昏地带。几个月后，各种奇怪的事情发生了。

覆盖北冰洋的海冰覆盖本应增加，但却减少了。北极的温度比平时高20℃。在哈德逊湾漫步的北极熊遇到了比以往任何时候都多的等待海水结冰的人...

这就是气候变化正在迅速重塑遥远的北方的现实。如果说去年秋天有点奇怪的话，那么科学家们更担心的是那里的夏天。研究人员表示，早在2030年，北冰洋可能会在一年中最热的一个月失去几乎所有的冰。这种破坏性的变化将终结北极生态系统，扰乱许多北极社区。

这一变化将超越这一领域。越来越多的蓝色北冰洋将呈现扩张和变暖的趋势，甚至扰乱全球的天气格局。“我们不只是在谈论北极熊或海豹。”伦敦大学学院的海冰研究专家朱丽恩·斯特劳夫说，“我们都是与冰相关的物种。”

蓝色时期

理论上，防止全球夏季海冰完全消失还有一线希望。全球气候模型显示，如果各国履行其在新缔结的巴黎气候协定中的贡献要求，并在工业化之前将全球气温上升控制在2℃以内，就可以节省大约300万平方公里(约为近几十年来最低夏季覆盖率的一半)的海冰。

但是海冰研究人员并不期待这一点。气候模型一直低估了过去消失的海冰，这让科学家们担心，在未来几十年里，海冰的消退将超过预期。华盛顿州西雅图市国家海洋与大气管理局的海洋学家詹姆斯·奥弗兰德说，由于高风险地区的气温上升速度加快，在最佳条件下，北极的气温将上升4-5摄氏度。“我们真的没有任何线索来说明这将会造成多大的破坏。”他说。

包括40万土著居民在内的400万北极居民将感受到冰冻融化的最直接影响。根据华盛顿布鲁金斯学会2013年的一份报告，由于永久冻结冰的融化和海岸线的坍塌，没有足够的海冰来缓冲猛烈的暴风雪，整个沿海社区，如阿拉斯加的许多社区，将*迁移。格陵兰的居民会发现在海冰上行走很困难，西伯利亚驯鹿会发现抚养后代很困难。与此同时，新的经济机会将随之而来，因为更广阔的水面提供了更多的捕鱼基地、石油和天然气储藏地以及其他收入来源。

事实上，它的影响可以达到整个世界。这是因为海冰通过反射阳光来冷却地球，阻止北冰洋吸收热量。保持当地的空气和水温较低将反过来限制格陵兰冰盖和冰冻冰的融化。随着夏季海冰的消失，格陵兰的冰川将使全球海平面上升。永久冻结的冰也会释放其温室气体储存，如甲烷。这就是北极海冰的广泛影响。

“这正是气候变化‘甩尾’的范围。”麻省关心科学家联盟的气候科学主任布伦达·埃克乌泽尔说。但是极地生态系统将被破坏，受到最严重的打击。在海洋中，生长在开阔水域的光合浮游植物将取代生长在冰上的藻类。一些模型显示，到2100年，北极在无冰季节的生物产量将增加70%以上，这将进一步增加北极渔业的收入。许多鲸鱼从中受益。然而，不断变化的北极也会给生命周期与海冰密切相关的物种带来挑战，如海象、北极海豹和北极熊，它们在陆地上很少进食。研究表明，如果北极没有冰河期太久，许多物种都会挨饿。

最后的冰区

依赖冰的生态系统很可能在格陵兰和加拿大崎岖的北部海岸存活最长，模型显示，在冰冻的冰融化后，大约50万平方公里的夏季海冰将留在北极的其他地方。风场类型导致冰聚集在那里，冰的厚度和高纬度将阻止它完全融化。"西伯利亚海岸线是冰工厂，加拿大北极群岛是冰的墓地."纽约哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的海洋学家罗伯特·牛顿说。

像野生动物慈善机构世界野生动物基金会这样的组织已经提议将这个“最后的冰区”作为世界遗产来保护，以使它成为许多北极物种的救命之地。然而，这最后一个冰带也被限制为北极的“诺亚方舟”。有些物种不生活在这个地区，只有少数物种生活在那里。加拿大阿尔伯塔大学生物学家安德鲁·德罗彻推测，今天在随后的冰区生活的北极熊不超过2000只，仅占整个北极地区25000只北极熊的一小部分。未来有多少北极熊可以生活在那里将取决于当地生态系统如何随着气候变暖而进化。

这个地区可能比全球气候模型揭示的更脆弱。蒙特利尔麦吉尔大学的海冰研究专家布鲁诺·特伦布莱(Bruno Tremblay)和魁北克独立气候顾问大卫·赫德(David Huard)使用高分辨率海冰和海洋模型来研究未来北极难民的命运，他们能够更好地代表加拿大北极群岛之间的狭窄海峡。

在世界自然基金会委托的一份报告中，他们发现那里的海冰可能会在岛上秘密消失，然后漂移到南纬并最终融化。特伦布莱说，根据这个模型，“即使是最后一个冰带也会被更快地冲走。”

相比之下，根据牛顿、纽约巴纳德学院海冰专家斯蒂芬妮·普菲尔曼及其同事的研究，如果北极在温室气体减少之前经历了一个相对短暂的无冰夏季，该模型显示冰仍能迅速再生。如果各国采取严格措施来降低二氧化碳排放水平，理论上讲，这将从本世纪末开始恢复。德国马克斯·普朗克气象研究所的海冰专家德克·诺茨(Dirk Notz)表示，即使未来几十年社会不能提前防止夏季海冰的减少，采取措施控制二氧化碳浓度仍将使海冰覆盖的恢复变得更加容易。

全球变冷

考虑到所涉及的风险，一些研究人员提议在全球范围内建立地质工程项目，通过扩张、保护或恢复地球来冷却地球。其他人认为保持北极寒冷是可能的，例如，通过用浅色的漂浮粒子反射阳光来人工增白北冰洋。今年发表的一项研究建议在冬天加载风力泵将水带到地表形成更厚的冰。

然而，许多研究者对接受地质工程犹豫不决。大多数人认为，考虑到地球的循环系统将会给北极带来更多的热量来补偿，区域性的努力将会耗费更多的精力，但只会带来有限的好处。"这就像在传送带的相反方向移动."普菲尔曼说。她和许多人认为，管理运输过程中的温室气体和炭黑污染是唯一的长期解决方案。

一些研究人员还认为，海冰的恢复只是一个美好的愿望，因为实现巴黎协定需要所有国家的共同努力。将全球气温上升控制在2℃以内将包括将大量可耕地归还给森林，使用技术从空气中提取数十亿吨二氧化碳，同时将温室气体浓度降低到一定水平以恢复冰冻可能需要更多。

德罗彻说，即使夏季海冰能够恢复，也很难知道再造北极将如何运作。“然后将会有一个生态系统运行，但它可能不像我们现在的北极生态系统。”(晋南编)