我第一次去北極是在 1970 年夏天，乘坐加拿大海洋考察船哈德遜號，該船正在進行首次環美洲航行。 這艘船是冰層加強型船隻，而且確實需要加強。 沿著阿拉斯加和西北地區的海岸，北冰洋的冰層靠近陸地，只留下幾英里的空隙供我們進行調查。 有時冰層直接延伸到海岸。 這被認為是正常的。
今天，一艘船在夏季從白令海峽進入北極，會發現面前是一片開闊的海洋。 海水向北延伸很遠，僅在離北極點幾英里的地方停止。 從太空看，世界之巔現在是藍色而不是白色。 然而，情況比表面看起來更糟。 剩下的冰層很薄——聲納測量顯示，1976 年至 1999 年間平均厚度下降了 43%。 按照這個速度，到 2015 年，夏季融化將超過冬季新冰的積累，整個冰蓋將崩潰。 一旦夏季冰層完全消失，潛熱的物理特性將使冰層非常難以恢復，甚至不可能恢復。 我們將進入科羅拉多大學博爾德分校國家冰雪資料中心主任馬克·C·塞雷澤所說的北極“死亡螺旋”。
一旦冰層讓位於開闊水域，反照率（反射回太空的太陽輻射的比例）將從 0.6 降至 0.1，這將加速北極變暖。 根據我的計算，剩餘夏季冰層的消失對地球的變暖效應，將相當於過去 25 年的二氧化碳排放量。 由於北冰洋的三分之一由淺海陸架組成，地表變暖將延伸到海底，融化近海永久凍土層，並引發甲烷的釋放，甲烷的溫室效應遠大於二氧化碳。 由伊戈爾·謝米列托夫領導的俄美探險隊最近觀察到西伯利亞海岸外 200 多個地點，甲烷正在海底湧出。 大氣測量也顯示甲烷水平正在上升，很可能主要來自北極排放。
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為了避免夏季冰層崩潰的後果，我們需要找回我們失去的冰層。 這需要的不僅僅是減緩變暖的速度——我們需要逆轉它。
當然，減少碳排放並將化石燃料替換為可再生能源，包括核能，是最明智的長期解決方案。 但這些措施無法拯救北極冰層。 經過我們幾十年的努力，全球大氣中的二氧化碳水平繼續以超過指數級的速度上升。
現在是考慮採取激進措施的時候了：地球工程。 我所說的地球工程是指透過阻擋太陽光來人為降低地表溫度的技術。 一項提議包括透過向低層雲中噴射細小的水霧來“增白”低層雲； 另一項提議涉及從氣球向大氣中釋放固體硫酸鹽，從而形成反射輻射的氣溶膠。 一個更簡單的步驟是將屋頂和路面漆成白色。 這些措施都是權宜之計。 鑑於任何停止都將以更快的速度帶回變暖，因此必須持續應用這些措施。 它們也不能抵消二氧化碳的直接影響，例如海洋酸化。 但它們可能會為我們爭取時間。
是否存在一種可以冷卻整個地球的地球工程技術？ 是否有一種方法可以僅在夏季冷卻北極，以防止海冰消失？ 在北極上空進行雲層增白或化學物質釋放會對降水模式和溫度產生什麼影響？ 找出答案將需要大量的研究和建模。 這必須緊急完成。 我們再也無法承受奢侈地談論在遙遠的未來某個方便的日期減少二氧化碳排放了。 我們現在就需要行動。
大眾科學線上
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