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问答：华盛顿大学关于海冰趋势的最新研究表明，北极融化季节现在比 20 世纪 80 年代长了一周
华盛顿大学应用物理实验室的研究科学家梅琳达·韦伯斯特 (Melinda Webster) 是一项新研究的主要作者，该研究对过去 50 多年来北极和南极海冰的变化进行了分类。她与华盛顿大学新闻谈论了这些数字背后的故事。
来源:华盛顿大学2011 年 7 月，作为 NASA 气候对北极太平洋环境生态系统和化学影响 (ICESCAPE) 任务的一部分，研究人员收集了楚科奇海藻类和海冰特性的测量结果。北极海冰覆盖的变化对极地海洋生态系统的功能产生影响。照片：Melinda Webster
当极地海洋冷却时，表面开始形成微小的冰晶，在平静的条件下这些冰晶会凝聚成海冰。但风和洋流很快就会移动新形成的冰，导致其移动和变形。照片：Melinda Webster
常年冰是在夏季融化季节中幸存下来的海冰，但随着北极变暖，能够承受的常年冰越来越少，就像这块常年浮冰的情况一样，它于 2020 年 7 月 31 日完全融化。照片：Melinda Webster
如图所示，北极海冰更平滑，积雪更薄，对海洋哺乳动物栖息地产生重要影响。北极的许多海洋哺乳动物依靠厚厚的变形海冰顶部形成的深积雪来筑巢。照片：Melinda Webster
由于夏季海冰覆盖减少，北冰洋吸收了更多阳光并变暖。这种额外的变暖延迟了秋季海冰的形成，如图所示——海冰非常薄，很容易随着海浪和风的运动而破裂。照片：Melinda Webster
由于极地环境迅速变化，作为第五个国际极地年的一部分，来自世界各地的研究人员聚集在一起进行协调测量。在这里，华盛顿大学和国际研究人员正在北极合作，以更好地了解大气、海冰、海洋和生态系统如何相互作用。照片：Melinda Webster
去过北极的人相对较少，踏足南极洲的人就更少了。我们大多数人依靠我们的想象力和媒体来形象化这些景观及其变化的方式。
研究表明，北极变暖速度是全球平均水平的四倍。海冰正在融化，暴露出更多的开放海洋，使生态系统失去平衡。南极洲的故事包含的细节较少，但新出现的趋势引起了研究人员的关注。
对于我们这些只从飞机窗户瞥见格陵兰岛的人来说，概念化这一变化可能具有挑战性，但对于有第一手经验的人来说，这令人大开眼界。
华盛顿大学应用物理实验室的研究科学家梅琳达·韦伯斯特(Melinda Webster)自2009年以来每年至少访问一次北极，有时停留长达五个月。
韦伯斯特是一篇新研究论文的主要作者，该论文于 9 月 2 日发表在《自然评论地球与环境》上，该论文描述了过去 50 年来海冰的变化。
他们的分析是在全世界开始为第五个国际极地年做准备之际发布的，这是一个专门的观测期，将在 2023 年至 2033 年季节达到顶峰。自 1800 年代末以来，国际极地年每 30 至 50 年举办一次，以推进极地研究并跟踪环境变化。由于气候变化的加速，即将到来的国际极地年将在 2007 年举办的上一次国际极地年之后仅 25 年举行。
“北极海冰上的颜色并不多。它是蓝色和灰色的渐变；令人惊叹的、荒凉的冰景让你体会到环境是多么恶劣，又是多么脆弱。冰盖的状态既是气候变化的指标，也是气候变化的放大器”。
这项研究的动机是什么？
你发现了什么？
Melinda Webster：我们很早就知道海冰的范围、面积和厚度正在下降，特别是在北极。但我们想更进一步研究冰的特性，尤其是常年冰，它们在夏天不会完全融化。我们用 15 到 20 多年的数据更新了海冰的趋势，以了解它在当代的变化。我们还想强调我们在北极和南极洲看到的不同反应，并为未来的研究提出建议。
MW：自 1979 年以来，北极海冰融化季节大约延长了七天半，这主要是由秋季晚些时候形成的海冰造成的。这对全球气候系统具有广泛的影响。海冰的超能力在于其高反照率，这意味着它可以将大量阳光（约 60% 至 90%）反射回太空。另一方面，深色海水的反射率仅为 7%。开阔的海洋比冰吸收更多的阳光，而这种吸收会带来变暖。秋天，海洋温度太高，无法形成冰，而且热量需要更长的时间才能消散。
最终形成的季节性冰更薄，并且在接下来的春季和夏季更容易融化。因此，这会形成一个变暖循环，随着时间的推移，冰层覆盖范围会减少，气候系统中的能量也会增加。
南极洲有什么关系？
MW：南极洲是一片被冰覆盖、四面环水的陆地。北极是一片被陆地包围的海洋。尽管这两个地区具有某些共同特征，但彼此之间却截然不同，对气候变化的反应也截然不同。很长一段时间以来，南极洲的海冰覆盖面积并没有减少，但在过去四年里，海冰覆盖面积经历了创纪录的损失。
从逻辑上讲，在南极部署仪器比在北极困难得多。我们现有的测量结果不太准确，因为南极洲海冰系统更加复杂。但是，我们需要阐明这些最近的变化，这是我们在论文中确定的优先研究领域。
您预计这些变化还会产生哪些其他影响？
MW：我们提出的另一个关键结果是北极海冰上的积雪变得更薄，海冰本身更光滑。这对北极熊和海豹产生了巨大的影响，因为它影响了它们建造巢穴来抚养幼崽的能力。
这也与渔业有关。海冰覆盖的变化也会影响构成食物网基础的藻类。这些藻类习惯了非常低的光照条件，但更薄的雪和冰让更多的光进入，藻类基本上被晒伤了。
当你将一个适应冰环境的生态系统引入开放海洋时，它会扰乱其正常功能。藻类的健康影响整个食物网，这对亚北极和北极的渔业具有重要影响。更少的食物可能意味着更少的鱼，这引发了一系列全新的担忧。
有任何潜在的解决方案吗？
MW：要减缓气候变化，就必须减少温室气体排放。这就是问题的核心。目前有各种替代地球工程策略，但对于它们的安全性和有用性却鲜有共识。
我对减排解决方案持乐观态度。科技创新日新月异，让我对未来充满希望。
欲了解更多信息，请联系韦伯斯特：melindaw@uw.edu。
我认为至关重要的是，制定由代表性社区制定的国际法规，规定在采取任何地球工程行动（如果有的话）之前我们需要进行什么样的研究。尽管如此，归根结底，地球工程只是一个创可贴。我们需要减少温室气体排放，以解决气候变化的根本原因，而不是仅仅治疗其症状。
共同作者包括汉堡大学的 Stefanie Arndt、美国宇航局戈达德太空飞行中心的 Angela Bliss、加州理工学院喷气推进实验室的 Sahra Kacimi、伍兹霍尔海洋研究所的 Ted Maksym、鲁汶天主教大学的 François Massonnet、芬兰气象研究所的 Aku Riihelä 和北海道大学的 Takenobu Toyota。
这项研究由美国国家科学基金会、美国海军研究办公室、NASA、阿尔弗雷德-韦格纳研究所、亥姆霍兹极地与研究中心、汉堡大学、德国研究基金会、SnowCast、DFG Emmy Noether 计划 Snowflake 和芬兰研究委员会资助。