科學家們推測,過去三十年北極海冰的流失是全球氣候近期劇烈變化的一部分。現在他們從非傳統的來源集合中獲得了證據。
英國桑德蘭大學ARCdoc專案研究人員發現,早在250年前,加拿大和格陵蘭之間的年度海冰覆蓋了更大的區域,這是更寒冷、更潮溼、風暴更頻繁的氣候的結果。證據來自1750年至1850年間北大西洋皇家海軍探險隊和哈德遜灣公司運輸船的近150本手寫日誌。另外60捲來自北極捕鯨人的記錄,他們曾在永久性浮冰中捕獵,提供了罕見的極地北部地區的目擊者描述。雖然海軍和哈德遜灣的記錄之前已經被檢查過,但ARCdoc主任丹尼斯·惠勒說:“這些捕鯨日誌從未被用於科學研究。”
將這些發黴的編年史轉化為數字資料的三年努力分兩個階段進行:首先,將書中關於冰層形態的觀察結果翻譯成現代詞彙表。其次,重建人為變暖之前北大西洋氣候的重要組成部分。
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分析關於降水、海洋活動和風的記錄需要速成學習古老的海事行話。ARCdoc研究助理馬修·艾爾專注於英國最雄心勃勃的捕鯨人之一、早期極地科學家小威廉·斯科爾斯比的幾本書。艾爾透過將古老的行話翻譯成現代術語和百分比,編寫了一本海冰“詞典”。然後,他透過在北冰洋破冰船甲板上的定期觀測驗證了其準確性。
憑藉這枚極地解碼環,ARCdoc團隊從日誌中精心提取氣象備忘錄,將過時的語言更新為科學標準。最後,他們整理了每月的天氣事件和季節性冰層特徵統計資料,並將資料繪製在巴芬灣和戴維斯海峽(一個被稱為氣候趨勢孵化器的區域)上。
資料點的序列(稱為時間序列)揭示了區域範圍內風環流、風暴頻率和強度以及降水的年代際變化。而且,在1800年左右,風暴強度的重大轉變在接下來的40年中帶來了更多的暴風雪和冰蓋。巴芬灣和戴維斯海峽的海冰面積比科學家們假設的更大,天氣模式的波動也更大。
在將他們的模型與當前的衛星影像進行比較後,ARCdoc團隊證實,兩個世紀以來冰層的範圍大幅減少,這是氣候學家推測的更寒冷的過去的第一個證據。此外,ARCdoc的結果顯示了溫室效應之前的北極地區,使科學家能夠根據“自然”(工業革命前)環境來衡量當前和未來的狀況。
美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的研究科學家沃爾特·邁爾表示,這些記錄側重於有限時間段內的單個區域,但證明了氣候系統內部變異性的範圍。ARCdoc的研究結果可以與其他資料集聯絡起來,以更全面地瞭解北大西洋以外的大氣現象。“它對於為長期變化建立背景非常重要,”他說。
國家冰雪資料中心主任馬克·塞雷澤稱這項研究是資料探勘的一個很好的例子——在這種情況下,挖掘歷史敘述以發現原始資料中的模式。“這個專案證實,我們在衛星資料中看到的現象非常不尋常,研究結果可能是一個有用的工具,可以向公眾展示今天的情況確實有所不同,”他說。
但仍有一些問題:火山活動、太陽輻射或海洋環流是否導致了冰層流失?惠勒表示,線索可能從美國、荷蘭或丹麥收藏館中尚未研究的日誌中找到。答案可以為科學家提供構建地球氣候最敏感地區精確模型的方法。如果我們對北極的過去有準確的瞭解,我們就能為其未來做出更好的決定。