让兰塔宁担忧的是,海冰是导致北极放大效应的重要因素。随着海冰面积缩小,海洋将会吸收更多的太阳热量,导致北极变得更加温暖。
广阔的海冰覆盖着北冰洋,通常在冬季结冰,一部分海冰在夏季融化。近几十年来,海冰的面积不断消减。美国国家航空航天局(NASA)的数据显示,1981年到2010年期间,北极海冰面积平均每10年至少减少13.1%。兰塔宁预计,未来冬季可能会有海冰存在,但夏季面积最小的海冰可能在本世纪完全消失。
而海冰消融会间接地推动全球海平面上升。
海冰在海洋中形成和融化,并不会直接导致海平面上升。类比而言,海冰就如一杯水中的冰块,融化时并不会直接改变玻璃杯中的水位。
但美国加州大学地球系统科学教授埃里克·里尼奥特对美国科普杂志《科学美国人》分析称,海冰融化会间接导致海平面上升,其原理是海冰可以将太阳辐射反射回大气中,使得北极大气升温。随着海冰面积缩小,海水面积扩大,比海冰颜色更深的海水吸收了更多的太阳辐射,推高了北极的整体温度,进一步融化了更多的陆地冰块,间接推高了海平面。
里尼奥特所说的陆上冰块,主要指冰川。与海冰不同,冰川形成于陆地之上,其融化可直接造成海平面上升。
现在全球的海平面平均每年上升3.2毫米,预计到2100年将总共上升0.2米至2米。美国佛罗里达大学地质学助理教授安德烈·达顿表示,北极地区格陵兰岛冰原使海平面上升风险达到最高。北极地区的大部分陆上冰块都在格陵兰岛,体积累计296万立方公里。如果整个格陵兰冰原消融,将使海平面平均上升7米,孟买等许多海滨城市都将沉入海底。
随着海冰融化,北极航道逐渐畅通,其航运价值凸显。据新华社报道,2013-2020年间,北方航道通行船只数量从635艘增加到1002艘,货运总量从136万吨提升到超过3300万吨,成为亚洲与欧洲、亚洲与北美洲多航道连通体系的重要补充。
对此,BBC报道称,有人认为,这将使全球航运业彻底改观,但也有人认为这是个潜在的灾难。
环境保护团体担心,北冰洋航运线路开通和交通日渐频繁会破坏生长缓慢、周期漫长的北极海洋生物圈。尤其令人担忧的是,如果有货轮在北冰洋发生事故,还可能会造成巨大污染。
永冻土恐释放古代病毒
在北极变暖的影响下,融化的不只是海冰和冰川,永久冻土也面临着消融的风险。
永久冻土又称多年冻土,指地球表面以下至少连续两年冻结的土地,其温度保持在0°C甚至更低,在高山地区和高纬度地区(靠近北极和南极)最为常见。国际智库北极研究所(Arctic Institute)指出,北半球近四分之一(24%)的陆地下面都覆盖着永久冻土,储存着全球近一半的有机碳。
永久冻土融化已经对冻土层上的各类基础设施造成较大的安全隐患。
有些环北极国家基础设施建在永久冻土上,永久冻土冻结之时,它比混凝土还要坚硬,但消融后,村庄内的房屋、道路等基础设施已经或将会遭到破坏,2022年4月初美国国防部关于北极军事基地因气候变化造成跑道断裂、地基下沉的报告是一个例证。《自然》杂志期刊的一篇题为《永久冻土退化对基础设施的影响》的研究也显示,环北极国家俄罗斯高达80%的城市建筑物报告出现了损坏又是一个例证。该篇研究论文的研究人员预计,基础设施损坏预计还将继续,到2050年,30%到50%的环北极关键基础设施将可能有所损坏。
与此同时,永久冻土消融还将排放大量温室气体,加剧气候变暖。冻土内封存着大量有机碳,这些有机碳有可能随着冻土消融转化为二氧化碳和甲烷释放出来。来自芬兰、加拿大、美国、瑞典和德国的科学家估计,北极的永久冻土储存了近1.7万亿公吨的冻融碳,哪怕仅释放出一小部分碳,都有可能加速全球升温。
更令人担心的是,到2100年,将近三分之二的近地表永冻土层有可能消失,届时冰封数千亿年的病毒、细菌和真菌等其他微生物也可能威胁人类未来的生存。美国国家生物技术信息中心网站上一篇题为《未来的威胁来自过去》的文章称,古代炭疽孢子或是2016年导致西伯利亚一名12岁男孩死亡的元凶,以及科学家能够从古代冷冻生物样本中重建天花和西班牙流感基因组,让人们更加担忧冻土消融可能导致更危险或致命病菌的出现。
美国病毒学家让-米歇尔·克拉维里指出,“真正的危险不是永久冻土本身的融化,而是人类现在开始开发北极地区并挖掘永久冻土层,这将成为灾难的根源。”
北美欧洲极端天气或与北极变暖有关
作为一名大气科学家,兰塔宁最为感兴趣的,还是北极放大效应如何影响北极以外的天气和气候。他说:“有研究表明,北极变暖正在使喷射流减弱,导致中纬度地区出现更多极端天气。”
根据美国国家气象局的定义,兰塔宁提到的“喷射流”是指高空相对狭窄的强风带,由赤道和南极北极之间的温度差异驱动自西向东吹。
正常情况下,赤道和北极之间的温度差异大,使得喷射流较为稳定,但随着北极迅速升温,升幅比全球其他纬度的地方快得多,这使得北极和中低纬度间的温度差减小,喷射流减弱,增加了中高纬度发生极端天气的风险。
相关研究在英国《卫报》等外媒、美国气象学会等的研究报告中已经多有体现。其中,英国《卫报》指出,北极变暖似乎通过改变环绕着它的“喷射流”诱发欧洲和美国等地的极端天气,例如更为严重的热浪、更频繁的降水以及更持久的干旱。
不过,也有研究认为,复杂的天气系统和北极变暖之间很难找到强有力的直接关联。兰塔宁也提到,科学界“北极变暖是否导致中纬度地区出现更多极端天气尚未有共识”。
虽然关于北极变暖的探讨还在继续,但其影响已不限于北极。多位专家认为,北极变暖的大背景是全球变暖,而全球变暖主要是人类活动造成的,人类应采取行动予以应对。