北極的冰何時會全部消失?

一位氣候學家和冰研究員考察了最新的趨勢和資料

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北極的冰何時會全部消失?這是媒體、公眾和政策制定者經常向海冰研究人員提出的問題——這不足為奇。最近的一些報告詳細說明了北極夏季海冰覆蓋面積的加速減少。此外,觀察到的冰損失通常比氣候模型預測的要快。這個問題變得更加複雜,因為我們看到氣候模型模擬存在很大的差異,一些模擬中,2020年已經出現9月無冰的情況,但在另一些模擬中,直到2100年之後才會出現。因此,確定答案是棘手的。但是,首先問這個問題是正確的嗎?它假設海冰損失是時間的函式,但事實是這樣嗎?

實際上,北極海冰覆蓋並不關心時間。冰損失是自然氣候變化和人為變暖的函式,而人為變暖是由大氣中二氧化碳濃度增加引起的。我們監測9月的夏季冰,因為這是一年中北冰洋海冰最少的時期。歷史上,北冰洋全年都被冰覆蓋,但今天這個區域大約是過去的一半。在過去的三年裡,一些出版物已經確定,溫室氣體造成的變暖是夏季冰蓋長期減少的主要驅動因素。一項研究例如,顯示每向大氣中增加一公噸二氧化碳,9月海冰就會消失三平方米。按照目前每年350億至400億公噸二氧化碳的全球排放率,我們可能會在未來20至25年內首次看到9月無冰的情況,屆時我們將向大氣中再增加8000億公噸二氧化碳。但這不會止步於此。隨著大氣中二氧化碳的增加,一年中的其他月份也會變得無冰。例如,再增加18000億公噸二氧化碳,北極很可能從7月到10月都沒有冰。

一些研究人員正在調查可以挽救北極海冰的全球溫度限制。如果將升溫幅度保持在1.5攝氏度以下,則失去所有冰的可能性會大大降低。如果我們允許升溫增加到2攝氏度,則很可能會出現無冰的情況。政府間氣候變化專門委員會最近的報告給出了一個可能保守的估計:它指出,在全球氣溫升高2攝氏度時,每十年就會出現一次9月無冰的情況。然而,觀察到的海冰減少與全球變暖之間的關係比氣候模型中看到的要大。因此,如果我們調整模型以匹配觀察結果,我們會發現全球氣溫每升高1攝氏度,我們就會損失超過400萬平方公里的海冰。鑑於目前9月的冰覆蓋率已經徘徊在400萬平方公里附近,這一結果意味著在全球變暖2攝氏度的情況下,每個夏天肯定會出現無冰的情況。


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海冰損失並非不可逆轉。因此,現在是時候重新定義我們的問題,並討論我們如何限制大氣中額外的二氧化碳量,以保持北極的夏季冰蓋。也許更重要的是,我們必須問我們願意損失多少海冰。

圖片來源:Amanda Montañez;資料來源:Piomas月度冰體積資料,1979年至今,華盛頓大學極地科學中心

Julienne C. Stroeve is a Canada 150 Research Chair at the University of Manitoba and received a Ph.D. from the University of Colorado Boulder in 1996. Her Arctic research interests include atmosphere–sea-ice interactions, sea-ice predictability, climate change and associated impacts. She has conducted several Arctic field campaigns and will participate in the upcoming Multidisciplinary Drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) expedition. Stroeve has published more than 60 articles in peer-reviewed journals, contributed to several national and international reports on climate change, briefed former vice president Al Gore and congressional staff and been listed as one of the most highly cited researchers by Thomson Reuters since 2014.

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