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为何南极变暖速度如此之快? 原因很复杂

南极科学考察 图片来源:pixabay
偏远的南极大陆感觉像是地球上最孤立的地方。它独自坐落在世界的一端,被汹涌的海洋包围。从许多方面来看,那似乎是另一个世界。
但事实证明,寒冰大陆与地球上其他地方的联系要比我们看上去的更加紧密。
科学家发现,南极的变暖速度是全球平均水平的近三倍。且大部分变暖与数千英里外热带地区的气候变化周期有关。
该研究成果发表在《自然·气候变化》期刊上。
这项由新西兰惠灵顿维多利亚大学的Kyle Clem领导的研究评估了世界最南端的气象站——阿蒙森-斯科特站的地表空气温度。该站几乎直接位于地理南极之上,是南极大陆中部一个孤立、被雪覆盖的前哨基地,那里的冬季温度可能会降至零下100华氏度。
研究人员发现,自上世纪90年代初以来,当地气温每十年会升高约1华氏度,约为全球平均水平的三倍。
更令人惊讶的是,这种趋势代表着南极气候状态的突然逆转。在20世纪的大部分时间(至少可以追溯到上世纪50年代,气象站建立时),南极气温一直在下降。
为什么会发生这种转换呢?根据这项新的研究,热带地区气候模式的变化可能在其中起了很大的作用。
研究人员结合观察和模型模拟的结果进行探究。他们发现,热带地区西太平洋的海洋温度变化对南极变暖有很大影响。
海洋温度在很大程度上受名为太平洋十年涛动(Interdecadal Pacific Oscillation,IPO)的自然气候变化周期调节。IPO导致西太平洋的温度以数十年为周期在暖期和冷期之间来回摆动。
当海洋变暖,其与大气间的相互作用会有所不同。这些大气变化将更多的温暖空气输送到南极大陆。
研究人员补充说,另一种被称作南半球环状模的自然气候波动可能会进一步增强IPO的影响。这类循环协助调节环绕南极大陆的西风带,会导致风力定期增强或减弱。

图片来源:Pixabay
风力较强时,有助于将温暖的空气推过南极大陆,使南极升温。研究人员认为,在过去的几十年间,这两个自然气候变化周期共同作用,极大地促进了南极变暖。
事实上,模型模拟的结果表明,理论上最近的变暖在没有人为引起的气候变化影响下仍可能发生。
也就是说,研究人员认为气候变化在最近南极气温的变化趋势中确实起到了一定作用。
全球变暖仍在发生。除造成全球范围内的温度升高外,它也被认为会影响某些大气环流模式,如南极周围的西风,从而影响南极气温。
因此研究人员认为,人为导致的变暖可能加强了近几十年来在南极观测到的气温变化趋势。但在这种情况下,它可能不是主导因素。
这一发现说明了南极气候及世界上不同地区的气候变化周期对南极气候影响的复杂性。
“变化逆转”
不同于数十年来一直以惊人的速度变暖的北极地区,南极地区的气候变化一直难以描绘。南极洲的不同地区常常同时表现出迥异的气候变化趋势。
例如,在过去的几十年里,南极点附近气温下降,数百英里外的南极西部和南极半岛的大部分地区却正在变暖融化。而最近,随着南极点附近开始升温,南极半岛的变暖趋势又有所减弱。
类似地,南极海冰也表现出令人困惑的变化趋势。

图片来源:Pixabay
过去35年的大部分时间里,大洋南部的海冰实际上一直在扩张。但是从2014年左右开始,这种趋势发生了逆转。在过去几年中,海冰迅速减少,而科学家们仍在争论其原因(Climatewire,2019年7月2日)。
科罗拉多大学波尔得分校的气候科学家Sharon Stammerjohn和Ted Scambos在对这项新研究发表的评论中写道:“南极气候变化的逆转仍是一个谜。”
科学家认为这些复杂且不断变化的模式产生的原因有许多:包括IPO或厄尔尼诺之类的自然气候变化周期,以及气候变化对南极周围洋流和大气流的复杂影响。
然而,通常很难对人为气候变化的影响进行分析。自然气候变化的影响(在气候记录中科学家称其为“噪声”)很大,往往会掩盖明显与全球变暖有关的气候模式。
Stammerjohn和Scambos指出,这项新研究再次说明了这一问题。
他们写道:“这并不意味着人为导致的气候变化对南极气候没有影响,但其影响往往被南极气候自身的高度可变性所掩盖。”
然而,南极极点附近发生的并非是南极最令人担忧的变化。尽管它正在迅速变暖,但它仍是南极洲最寒冷的地区之一,并且没有任何短期内融化的危险。
而南极海岸线却是另一番景象。尤其是南极西部的大部分地区,是海边冰川的故乡。温暖的海水流至冰下,使这些冰川从下至上迅速融化。
科学家们更加确信这些沿海地区气候变化的严重性,同时对于其对世界其他地区的影响方式表现出更多的担忧。Stammerjohn和Scambos指出,南极对全球海平面上升的贡献日益增加,其对地球其他地区“可能具有灾难性影响”。
作者:Chelsea Harvey
翻译:刘哲人
审校:马晓彤
引进来源:科学美国人

本文来自:中国数字科技馆
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