一位海洋科学家眼中的北极海冰融化

来源:科技日报   发布时间:2015-05-20 22:41:24 

中国第四次北极科学考察队乘坐“雪龙”号极地科考船正航行在北纬86度的北冰洋海域,努力寻找一块足够坚硬的大面积固定海冰,以建立“长期冰站”进行科学考察。对于考察队里的许多海洋科学家来说,近年来北极海冰的快速融化不仅是抽象的科学数据,更是他们的亲身经历。
来自中国海洋大学的赵进平教授近些年来数次参加中国北极科考。据他回忆,1999年第一次来北极考察时,海冰还坚如磐石,好像北冰洋穿在身上的一副“甲胄”,破冰船反复撞击也难以前进,考察队吃尽了海冰的苦头,破碎的海冰即使只剩下方圆几十米也硬得可怕。
“但那时候,我们在冰上作业非常安全,可以随心所欲地在冰上钻孔取样,冰芯的质量都非常高。在冰上布放卫星跟踪浮标要找比较厚的多年冰,因为多年冰厚实坚硬,可以坚持较长时间。那时找一块多年冰非常容易,可以挑挑拣拣、‘择优录用’”,赵进平说。
2003年跟随中国北极科考队来到北极时,海冰的状况让赵进平大吃一惊。“海冰似乎失去了坚硬的本色,一块块像得了软骨病似的漂在海面。用冰钻钻取冰芯非常省力,但多数冰芯因含水量太高不能使用。冰内部已经‘腐烂’,人踩在上面像红军过草地,一不小心就会陷进去”,他形象地比喻说。
由于仍需在冰上布放卫星跟踪浮标,但在辽阔的北极海域已很难找到坚硬可靠的多年冰,因此只得依靠先进的卫星遥感设备搜寻。有一次好不容易在图像上发现一块大面积的平整冰原后,经验丰富的俄罗斯领航员认为那肯定是多年冰,冰的厚度至少有4米。哪知来到近前一看,仍是厚度不过60厘米的当年冰,自信的俄领航员也摸不着头脑。
建立“冰站”对海洋、大气、海冰进行联合作业考察,是中国每次北极科考的重要任务。1999年,中国科考队在北纬74度就完成了这一任务。2003年,中国科考队在北纬79度找到了一块合适的海冰完成了“冰站”考察。2008年,中国科考队在北纬84度的北冰洋海域为寻找一块密集度高、表面平坦的大面积浮冰,多次派直升机四处“侦察”,终于也完成了这一任务。今年,中国第四次北极科考队乘坐“雪龙”号“轻松”打破了北纬85度25分的中国航海最高纬度纪录,“冰站”站址将位于更高纬度。
“北极是全球气候系统运转的巨大冷源之一,对全球大气和海洋环流有重要和长期影响。海冰是热的不良导体,是大气和海洋热交换的屏障。海冰的变化具有明显的气候效应,是北极冰盖最活跃易变的成分”,赵进平说。
全球变暖对北极海域最直接的影响是海冰覆盖面积减少。研究表明,北冰洋的多年冰覆盖大约每10年减少10%。多年冰是北极冰盖的支柱,北极永久冰盖的减少是一个重要信号,表明北冰洋已经增暖。北极海冰的厚度也已发生明显变化,以往北极夏天的平均冰层厚度为4.88米,到20世纪末只有2.75米左右,减少了43%。进入21世纪以来,北极海冰的退缩速度大大超出人们预期。
最显著的是2007年,海冰范围比2006年锐减27%,海冰覆盖面积达到360万平方公里的最低值。
据研究,引起北极海冰变化的原因除了全球气候变暖以外,还有以下因素:北极陆地冰川融化导致径流加大,使北极结冰量受到显著影响;来自大西洋的暖水温度和流量变化对北极海冰影响很大;来自太平洋的海水温度较高,影响北极夏季海冰融化;北极某些区域的风力趋于减弱,显著影响海冰输出,对北冰洋总体冰量产生影响。
“海冰变化不是孤立事件,而是一个导火索,能引发海洋和大气的一系列变化,从而使北极对气候变化产生显著的反馈作用,诱发北极海洋、海冰、大气系统快速变化”,赵进平说,“海冰曾是北冰洋的‘甲胄’,如今‘甲胄’越来越薄、越来越软,有些已变成‘轻纱’,实在不可思议,全球变暖使全世界科学家正面临许多科学新问题。”

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