北極可能將在不到?年時(shí)間?夏季?冰

《自然通訊》雜志的一項(xiàng)國(guó)際建模研究顯示，即使在低排放情景下，北極最早也可能在21世紀(jì)30年代的9月變得無(wú)冰，這比之前預(yù)估的早了大約十年。其還預(yù)估在所有排放情景下，北極可能在2030～2050年的9月無(wú)冰。這與政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第六次評(píng)估報(bào)告中討論的評(píng)估形成對(duì)比，該報(bào)告并未預(yù)估在低排放情景下未來(lái)的北極會(huì)夏季無(wú)冰。

未參與該研究的英國(guó)布里斯托爾大學(xué)物理學(xué)家班伯解釋說(shuō)，關(guān)于北冰洋無(wú)冰的預(yù)測(cè)有著悠久而復(fù)雜的歷史，21世紀(jì)30年代比多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為可能的時(shí)間要早（盡管它比有些錯(cuò)誤的預(yù)測(cè)要晚）。人們能夠肯定的是，世界之巔海冰的消失不僅是氣候崩潰的一個(gè)象征性標(biāo)志，而且會(huì)產(chǎn)生全球性、破壞性的影響和危險(xiǎn)的后果。一個(gè)沒(méi)有海冰的北極將影響北極內(nèi)外的人類社會(huì)和自然生態(tài)系統(tǒng)，例如改變海洋活動(dòng)，進(jìn)一步加速北極變暖，以及改變碳循環(huán)。

北極地區(qū)經(jīng)歷的氣候變暖速度比地球上任何其他地區(qū)都要快。由于其處在氣候變化的前沿，許多科學(xué)家和當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)一直在關(guān)注冬季覆蓋北冰洋大部分區(qū)域的海冰。這層冰凍的海水薄膜隨著季節(jié)的變化而擴(kuò)張和收縮，在每年的9月達(dá)到最小面積。

近幾十年來(lái)，北極海冰在所有季節(jié)都在迅速減少，自2000年以來(lái)減少幅度加大。根據(jù)IPCC第六次評(píng)估報(bào)告，基于最新一代的國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃第六階段（CMIP6）的模擬，盡管并非在低排放情景下，而是在中度和高溫室氣體排放情景下，預(yù)估北極將在本世紀(jì)中葉左右的9月平均幾乎無(wú)冰。關(guān)于人類活動(dòng)對(duì)海冰減少的促成作用，以及在低排放情景（SSP1-2.6）下北極是否會(huì)成為無(wú)海冰地區(qū)仍有不確定性。

根據(jù)班伯的解釋，預(yù)測(cè)無(wú)冰何時(shí)可能出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題在于海冰是出了名的難以建模，因?yàn)槠涫艿酱髿夂秃Ｑ蟓h(huán)流以及這兩部分氣候系統(tǒng)之間熱流的影響。這意味著氣候模型——用于模擬環(huán)境的強(qiáng)大計(jì)算機(jī)程序需要把所有這些組成部分都弄對(duì)，才能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)海冰范圍的變化。

這項(xiàng)發(fā)表在《自然通訊》的研究，為了分析人類對(duì)北極海冰減少的促成作用并對(duì)其未來(lái)路徑進(jìn)行預(yù)估，來(lái)自韓國(guó)、加拿大和德國(guó)的作者團(tuán)隊(duì)使用了1979～2019年的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)約束氣候模型模擬。“本研究中我們使用歸因分析方法表明，溫室氣體增加對(duì)北極海冰面積的主導(dǎo)影響在一年中所有月份的3個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)集中都可以檢測(cè)到，但平均而言被CMIP6模型低估了，”作者們寫道。“通過(guò)對(duì)模型的海冰對(duì)溫室氣體的響應(yīng)進(jìn)行縮放，以最好地匹配在一個(gè)不完善的模型測(cè)試中驗(yàn)證的方法中觀測(cè)到的趨勢(shì)，我們預(yù)估在所有考慮的情景下，北極將在9月無(wú)冰。”

班伯認(rèn)為，這項(xiàng)研究的作者采用了一種不同的方法，實(shí)際上是用觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)模型進(jìn)行校準(zhǔn)，然后使用校準(zhǔn)后的解決方案來(lái)預(yù)估海冰的減少。“這就很有意義，因?yàn)樗鼫p少了氣候模型中微小偏差的影響，而這些偏差又會(huì)使海冰的預(yù)估出現(xiàn)偏差，”他解釋道。“他們稱這些為‘觀測(cè)約束預(yù)估，并發(fā)現(xiàn)北極可能最早在2030年變得夏季無(wú)冰，即使我們從現(xiàn)在到那時(shí)的減排工作做得很好。”他并指出由于氣候系統(tǒng)的自然混亂波動(dòng)，圍繞確切的日期——大約20年仍有很多不確定性。

未參與該研究的芬蘭氣象研究所氣象學(xué)家蘭坦恩認(rèn)為這項(xiàng)研究得益于“新穎且最先進(jìn)的方法”來(lái)預(yù)測(cè)北極何時(shí)無(wú)冰。“這種方法非常謹(jǐn)慎，在歸因上有很高的確定性，”他說(shuō)。“這些結(jié)果最引人注目之處并不在于海冰損失歸因于溫室氣體的增加，這點(diǎn)很大程度上已經(jīng)廣為人知，而是它們預(yù)估北極無(wú)冰的時(shí)間要比之前以為的早10年左右。”