北冰洋的“无冰之夏”

美国科学家最近在学术期刊《气候》上发表的一项研究结果显示，北冰洋很可能在2034年迎来第一个“无冰的夏天”。

北极海冰不是静止的，而是全年动态变化的:它在夏季持续融化，在9月左右达到最小面积；冬天继续结冰，大约在三月达到最大面积。近几十年来，随着北极地区温度的持续上升，夏季海冰面积持续减少。

科学家们通过不同的技术手段进行观察和研究，支持了上述结论。以海冰时代为例。1988年，大约25%的北极海冰保持冰冻状态超过4年。2013年，这一比例降至7%。在过去的60年里，北极海冰的厚度也在变薄。根据卫星观测，从1979年到2000年，北极夏季的最小海冰范围平均为670万平方公里。进入21世纪以来，这一数字在2012年达到最低水平，只有334万平方公里，减少了约一半。

北极海冰的减少对生活在海冰之上和之下的各种生物都有直接影响。北极熊的主要食物来源之一是在北极海冰上呼吸或休息的海豹，而北极熊在水下活动的能力远不如海豹。因此，海冰的减少严重影响了北极熊狩猎的成功率，导致近几十年来北极熊数量急剧下降。此外，尽管海冰的融化对海水量的影响小于陆地冰盖的融化，但它直接影响海冰区海水的盐度。盐度的显著降低将改变一些浮游生物的生活条件，从而破坏整个海洋食物链网络。

北极海冰的减少将反过来影响全球气候。由于液态水比冰具有更大的热容量，一旦北冰洋在夏季失去海冰的覆盖，它将吸收和储存更多的热量，扰乱洋流和大气环流的现有气候状态。

北极上空的极低温气团被一圈极地高速环流所包围，不会轻易扩散。一些研究发现，海冰的消失将削弱极地在这一圈的高速环流，导致北极的低温气团扩散到低纬度地区。近年来，北美和欧洲在冬天经历了极其寒冷的天气，这实际上是全球变暖的结果。

北极海冰的减少也有其优势。例如，在航运方面，北冰洋航线是可能的，这将大大缩短从太平洋海岸到西欧和北欧的航行距离。然而，由此带来的经济利益无法抵消与海冰融化相关的气象灾害造成的经济损失。

北极海冰的减少也与地球的倾斜等因素有关。由于地球的旋转轴比现在倾斜得更多，极地地区接收到更多的热辐射，极地地区可能在10，000年前有一个无冰的夏天。然而，地质因素的变化极其缓慢，以至少10000年为一个单位，因此不可能从这个角度解释目前海冰面积的急剧变化。

根据计算机模型模拟计算，北冰洋无冰夏季出现的时间点可能在2030年至2040年之间，而2034年只是最有可能出现的一年。由于气候是一个非线性系统，对建模方法和条件设置非常敏感，科学家通常都很谨慎和保守。从过去的实际发展来看，它通常比预测的来得早。

在过去的200年里，人类的碳排放一直是影响气候变化的最重要的因素。如果人类在减少碳排放方面不做出实质性的改变，到本世纪末，全球平均气温将上升1.5摄氏度以上。在没有跨越式技术发展的前提下，这种温度上升将带来不可逆转的影响。北冰洋的无冰夏天可能只是开始。

(作者是北京航空航天大学医学科学与工程学院教授叶盛)