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南极半岛温度创历史新高 但地球气候还会持续暖化

南极半岛今夏已出现了气温飙高的天气状况。 上图为乔治王岛。 PHOTOGRAPH BY ALESSANDRO DAHAN, GETTY IMAGES

南极半岛今夏已出现了气温飙高的天气状况。 上图为乔治王岛。PHOTOGRAPH BY ALESSANDRO DAHAN, GETTY IMAGES

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:MADELEINE STONE 编译:蔡雅铃):专家预期未来会见到更多极端暖化事件,为世界最大的冰冻大陆的未来敲响了警钟。

在南美洲的合恩角(Cape Horn)往南约800公里处,一块狭长陆地和零星岛屿组成了南极半岛的顶端,这块由冰和永冻层(permafrost)构成的严峻之地之所以有名,是因为那里是一种受欢迎的企鹅的繁殖地。 不过这块大陆的最北端(最近正沐浴在夏日的阳光之下),却因为一件比一大群不会飞的大鸟更奇特的事而上了新闻:摄氏21度的天气。

南极半岛正从一波热浪中复原,这波热浪不仅重新定义了在这个世界最大的冰冻大陆可以穿T恤的天气,也为它的未来敲响了警钟。 最近位在靠近半岛北端和附近岛屿的气象站记录到摄氏17、18,甚至接近20度的温度,如果确认无误,这些将会是整个南极大陆最新的高温纪录。

从温暖的山风到更大尺度的海洋、大气型态的各种气象因子,合起来形成了这股温和的天气。 不过这怪异的天气还是符合长期的趋势。 虽然整个南极半岛的夏季气温通常是在冰点左右或稍微高上几度,但这个区域最近几十年来经历了戏剧性的暖化,使得热天的高温更容易打破纪录。 而且随着大气碳含量高升,地球气候会持续暖化,新创的纪录大概也维持不久。

「我认为这完全不令人意外,」华盛顿大学的南极冰河学家彼得. 奈夫(Peter Neff)说:「它是趋势的一部分,而且我们会见到这类温暖事件多过寒冷事件」发生在未来。

暖空气来袭

南极最近热浪的源头,可追溯到数百公里远的北方。

接近2月初时,有一个高压脊移动到南美洲的南端,使得这整个区域都处在温暖的天气之中。 根据比利时列日大学(University of Liège)的极地气候学家泽维尔. 费特维思(Xavier Fettweis)的说法,这种情况在夏天会发生好几次。 一般来讲南极半岛不会受到这种效应影响,因为有南半球西风带(westerlies)让暖空气无法入侵此地;南半球西风带是以带状环绕南极大陆的强风。

但是在最近几个月,南极附近的西风带出现了弱化的情况,这是一种会反复发生的大气变化模式──南极震荡(Antarctic Oscillatio)的一部分。 它会让暖空气以一种「异常」的方式外溢进入南方,费特维思说。

除此之外,南极半岛北端周围的海温比以往2月初时高出摄氏1.6到2.7度。 澳洲气象局的研究科学家哈瑞. 韩登(Harry Hendon)表示,海洋会变暖可能是一个发生在春季的罕见高层大气暖化事件的余波效应,这个事件同时也造成了西风带向北迁移。

海洋和大气的暖化一起为创纪录的热浪架设好了舞台,然后在2月第一周的周末,南极半岛地形的特殊性让整件事推过了极限。

南极半岛的西脊被山脉所覆盖,该山脉被称为南极半岛山系(Antarctic Peninsula Cordillera),很可能曾经与南美洲的安地斯山连在一起。 当空气流过山顶后就开始下沉,在下坡加速的同时会不断地压缩和加热,形成了所谓的「焚风(foehn winds)」。 这些热气流可能会让气温短暂地上升,最高可达到摄氏30度,英国南极调查局(British Antarctic Survey)的气象博士研究员爱拉. 吉尔伯特(Ella Gilbert)说。

「这种焚风事件并非毫无前例,」丹麦气象研究所(Danish Meteorological Institute)的气候科学家露斯. 莫特蓝(Ruth Mottram)说:「当周围的大气和海洋都比较温暖时,焚风出现当然会比较容易打破高温记录。 」

这正是2月稍早之前可能发生的事,当时半岛被笼罩在吉尔伯特描述为「相当极端」的焚风事件中。 南极研究站的纪录如下:2月6日,阿根廷的埃斯佩兰萨基地(Esperanza Base)测到了摄氏18.3度的气温,胜过了测站先前在2015年3月测得的高温记录摄氏17.5度,这也是整个南极大陆空前的高温记录。

而后在2月9日,在靠近西摩岛(Seymour Island)一个由巴西营运的研究站,又记录到一个更极端的温度:摄氏20.75度,数家媒体皆有报导。 如果数据得到证实,那将不仅是南极,而是整个纬度60度以南的地区第一次量到摄氏20度以上的温度。

核实记录

然而这个「如果」有很大的不确定性。 在世界气象组织(World Meteorological Organization,WMO)中统筹对极端天气与气候的追查工作的蓝道. 赛维尼(Randall Cerveny),正在召集一个委员会来调查这两个高温读数,判定它们是否符合WMO列入正式纪录的严格标准。 没有任何保证它们一定会符合。

「当我们看到一个极端的纪录时,我们必须拿到关于那个传感器、位置和测站的所有数据,」赛维尼说:「它的高度正确吗? 有校正过吗? 若是人工测站,记录的人有正确地解读数据吗? 测站地点适当吗? 这些事我们全部都必须检视。 」

在如南极这种极端环境里,有许多小事能造成高温的读数失真。 其中一项,另人意外的,是冰。 在出太阳的日子里,雪地上容易反光的白色表面会散射光线到传感器上,造成测得的温度更高。 2015年詹姆斯罗斯岛(James Ross Island)差点打破纪录,当时该地量到了摄氏17.9度的气温读数,成为南极有纪录以来的最高温,但WMO在考虑到阳光的加热效应后,将量测值降低到摄氏17度。

赛维尼对埃斯佩兰萨基地2月6日的读数能通过检测还蛮有信心的。 这个气象站是WMO正式监测网的一员,而且它从1950年代后期就一直有记录量测,因此气象学家对它的读数有高度信心。 「这不是正式说法,但我认为它会成为记录的。 」他说。

他对几天后在西摩岛测到的更高温就怀疑多了,它不是在WMO的永久测站测到的,而是来自一个巴西的永冻层监测计划的一部分。 WMO将会仔细检查这个读数,以查明温度计传感器是如何固定的──必须是离地好数十公分以避免被地表加热影响,赛维尼说──以及用它来测量已经进行了多久、对它的校准做的好不好。

赛维尼告诫,要从测站获得所有必需的数据就得花时间,更不用说判断它是否是一个纪录了,「我们会相当仔细地检查巴西的研究(站)。 」他说。

眼光放远

虽然破纪录容易成为头条,但是对研究南极的科学家来说,它们的重要性远不及长期趋势。 南极半岛的趋势很复杂,不过总的方向很明确:愈来愈热。

虽然对整个南极来说,从20世纪中期算起只有稍微变暖,但在埃斯佩兰萨和其他南极半岛上的长期研究站所量到的温度,从1950年代到2000年代早期已大增了摄氏2.8度,远远超过全球平均的暖化率。

而后在90年代晚期,这股快速暖化趋势却突然熄火,让许多科学家对于其原因感到有兴趣。 研究人员最后总结它是各种因素混合的结果,包括当地的海冰流失、西风带增强,以及南极上空的人为臭氧洞的连锁反应。 最后,这些过程被环流变化所排除,使得半岛的热度稍微地降低。

尽管如此,只要人类年复一年地排放更多会集热的碳进入大气,科学家预期这座半岛在不久的将来就会重新开始变热。 而如果最近的趋势可以当作迹象,这对于那边的冰而言可不是好消息。

当西南极冰冻的陆地边缘受到底下的温暖海水的侵击时,南极半岛则受到温暖的空气从上面破坏冰的稳定性,使得融化的水集中起来,偶尔排入漂浮的冰棚,使它们裂开。 当这些由冰做的保护性防洪闸门破碎或后退,就会将陆上的冰河释放出来并更快地流入海洋,引起全球海平面的上升。 从1992到2017年,南极半岛冰减少的速率增加了将近五倍,从每年63亿公吨变成每年300亿公吨。

短期的热浪扮演了重要角色。 如果有个冰棚已经因为持续的温暖而逐渐流失,一阵反常的热浪可能成为导致情况失控的「最后一根稻草」,莫特兰说。 她指出这就是实际上发生在拉森B(Larsen B)冰棚的过程, 2002年时它在几天之内以惊人的方式断裂。

在了解热浪影响上有一个关键的问题,就是我们缺少长期的南极温度纪录,南极大陆约180个气象站中,大多数的设立时间最早可回溯到20世纪中期,但是要真正理解极端事件的重要性,最好能有更久远以前的数据。

而若有了冰芯,我们就能做到。 从冰芯可看出每年大气的数据,并可追溯到好几百甚至好几千年。 特别是其中一组冰芯数据(2008年从詹姆斯罗斯岛的冰帽取得)使半岛目前的状况大受瞩目,它显示出最近夏季冰融的程度,在最近1000年内都不曾出现过。 根据一篇2013年的研究结果,气温若是再增加,即使幅度不太大,都可能会让夏季融冰量和冰棚退缩量「急速增加」。

那么如果气温真的上升到摄氏15度会怎么样? 没人能确定,但对南极最北端的区域而言,问这个问题开始不那么奇怪。

「我认为未来会见到更多这种极端暖化事件的说法,是很合理的。 」莫特兰说。




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