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在南極觀測氣候變遷:海冰正在消失

2024-03-23科學

3月21日,在一個距地面兩米左右的大型紅色貨櫃內,中國氣象科學研究院助理研究員張雷卡著11時整點(台北時間14時),把在南極監測到的氣象數據傳回國內。自南極中山站1989年建站起,每隔6個小時一次的氣象數據發報已經持續了35年。

「南極洲冰蓋消融」是全球15個氣候臨界點事件之一,氣候變遷正深刻地影響著這片極寒之地。

3月21日,張雷宿舍樓外的景象。受訪者供圖

數十年觀測,記錄南極氣候變遷

張雷傳輸氣象數據所在的紅色貨櫃建築是南極中山氣象台,外表看起來略顯簡陋,但內部裝載著精密的儀器。南極酷寒,建造水泥結構的建築十分困難,這裏的建築多采用組裝貨櫃的方式來搭建。比起水泥建築,輕質的貨櫃搭建快捷,也不易被積雪壓塌。35年間,南極的氣象數據不斷從這裏發出,保證了氣象部門對南極氣候有長期、不間斷的數據觀測。

南極中山站年平均氣溫在零下10℃左右,極端最低溫度可達零下36.4℃,這裏全年均受下降風的強烈影響,體感溫度比實際氣溫還要低十幾度。

完成氣象數據發報後,張雷出門,向前翻過一座小山。此時是南極的「夏末」,地面積雪融化,地表能看到裸露的沙石。徒步一公裏後,他抵達另一座貨櫃式的建築——大氣成分觀測棟,位於南極天鵝嶺。這裏能夠開展大氣成分的連續觀測,張雷每天對儀器進行檢修維護,確保儀器在極寒天氣正常運轉。

2023年11月1日,雪龍號科考船一路向南,跨越赤道前往南半球。一個月後,張雷抵達南極,當年12月15日,張雷所在的第40次中山站越冬隊正式進駐南極中山站,開展為期一年的氣象和大氣成分觀測業務工作,圍繞氣候變遷對南極生態系的影響與反饋開展調查。多年來,張雷從事氣候變遷、極地氣候等領域的研究,他和其他越冬隊員一樣,都要在這片「白色禁地」上度過一整年。

中山站位於南極大陸沿海,現已成為中國規模最大的南極考察基地,建築面積達7400平方米,有各種建築18座,包括辦公棟、宿舍棟、氣象棟、科研棟等,建有雪冰實驗室和極區空間實驗室。站區是科考隊員主要的活動地點,成群結隊的企鵝也偶爾會來光顧。

南極中山氣象台。受訪者供圖

南極中山站每年要迎接上百名科考隊員,開展各項實驗或觀測。來自氣象部門的科考隊員除完成南極地區常規氣象觀測業務站的觀測任務外,還將透過釋放探空氣球或無人機、布設自動氣象站、安裝無人值守的大氣環境觀測系統等獲取極地邊界層大氣垂直結構、南極臭氧洞過程和溫室瓦斯等觀測資料,以更好地研究極地冰-氣交互作用及其對全球氣候變遷的響應和影響機制。特別是中山站至南極內陸昆侖站縱剖面觀測資料,這對提高南極地區天氣預測精度具有重要意義。

「研究南極氣候變暖、冰蓋融化,以及這些變化導致的生態系變化、全球海平面上升等科學問題,需要長時間、連續的氣候觀測數據,觀測數據是研究的基石。」張雷說,中山站已經積累了幾十年的寶貴觀測數據,確保在接下來的一年內記錄持續、可靠的數據,是他的工作任務。

跨過新年,張雷已經度過了南極的極晝,即將在南極迎接越冬的挑戰。明年12月,張雷和隊員們將帶回關於南極大氣、海洋、冰川等方面的第一手資料,為深入研究南極的氣候提供支撐。

張雷介紹,中山站區附近常能看到成群結隊的企鵝。科考隊員只能遠觀,不可觸碰這些南極「原住民」。 受訪者供圖

南極海冰正在逐漸消失

大概10年前,南極越冬科考隊乘坐雪龍號科考船抵達普裏茲灣時,會被厚厚的海冰阻擋而不能靠岸。這衍生出了「海冰卸貨」的運輸方式。科考隊在夏季抵達南極,但此時海冰依舊足夠厚,能夠承擔上噸重的貨物。人們在海冰上修出一條簡易的路,將卸到冰面上的物資、儀器等用車拉回南極中山站。

「幾位老隊員告訴我,之前大多數情況下都可以用海冰卸貨,但今年南極中山站外圍的海冰融化得很嚴重,沒有辦法用海冰卸貨,只能是直升機用網兜一趟一趟地往返運送。今年卸貨的時間格外長。」身處氣候臨界點所在地,張雷直觀地感受到了氣候變暖帶來的影響。

「南極洲冰蓋消融」是全球15個氣候臨界點事件之一。聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)將氣候臨界點定義為:「全球或區域氣候從一種穩定狀態到另外一種穩定狀態的關鍵門檻。」臨界點事件一般是不可逆的,一旦被突破,系統將無法回至原來的穩定狀態。

最新數據顯示,南極夏季海冰面積已連續三年跌破200萬平方公裏的臨界值,這種情況是有觀測記錄以來首次出現。南極洲的海冰可能已經發生「臨界轉變」。對此,科學家們再次發出全球暖化警告——南極海冰正在逐漸消失。

事實上,盡管極地是地球最冷的地方,但由於極地放大效應,這裏的升溫振幅大於全球平均水平。極地被冰雪覆蓋,冰雪會把大部份太陽放射線反射回太空,大部份太陽能量不會被地表吸收。而由於地球不斷升溫,南北極的冰雪融化,土地裸露出來。相較於冰雪,土地對放射線的吸收更強。「這是一個迴圈,隨著全球升溫,極地冰雪逐漸消融,變暖的速度會越來越快。而一旦失去極地這個‘冷源’,則會進一步加劇全球暖化。」張雷解釋。

此外,全球暖化對南極動物的影響也不容忽視。「南極冰雪融化後,大量淡水會沖入海洋,導致海水鹽度發生變化,進而影響微生物的生存,微生物是磷蝦的食物,磷蝦是企鵝的食物,生物鏈環環相扣。除了最明顯的海平面上升,南極變暖也會影響到生態系。」

3月22日11時左右,南極外景。受訪者供圖

從撿一片垃圾開始,行動很重要

氣候變遷是一個緩慢但有力的過程,氣候一旦變化到很極端的情況後,人類就束手無策了。「現在的氣候行動,相當於是我們發現氣候系統在走向不穩定的極端變化的狀態之前,提前來幹預。」張雷說。

IPCC最新報告提到,每一代人都出生在一個越來越溫暖的世界:如果以70歲為基準,1950年出生的人生活在升溫1.1℃的世界;「80後」則要面對升溫1.5℃的諸多風險;而如果我們仍對現狀無動於衷,等待下一代的,將是升溫4℃後災難般的生活。

全球溫升的增加將會帶來更嚴重的熱浪、更強烈的降雨和其他極端天氣,進一步增加人群健康和生態系的風險。

有研究者認為,氣候變得越來越差是不爭的事實,但張雷並沒有那麽悲觀,他認為應該及時行動,「從政府到個人,我們采取一些行動,盡量節能減排,來減緩溫室瓦斯含量上升的趨勢。」

他建議,對於個人來說,盡量改善生活習慣,做到節能減排,例如節約用電、綠色出行等;從國家層面來說,要提高能源的利用效率,減少傳統的熱電能,將水能、太陽能、風能、地熱等可再生能源的使用比例加大,減少對於化石燃料的燃燒利用。

從氣候行動上來看,適應氣候變遷和減緩氣候變遷同樣重要。隨著氣候變暖,極端天氣廣發、頻發、重發,在關鍵領域要去評估氣候變遷風險,改善基礎設施建設,建立更完善的預警機制,提高城市的氣候韌性。「在做城市規劃的時候就要考慮到提高對極端天氣事件的抵抗能力。」

剛抵達南極時,跟張雷交接的隊員帶領他巡山,隊員下意識把一些很小的垃圾撿起來揣到兜裏。「我問,這麽小一片垃圾,撿起來有什麽意義,他的回答也很樸實,說我們既然是做氣候變遷相關工作的,就應該盡自己的能力去做。」

這句話讓張雷很受觸動。他開始註意到,很小一片深色塑膠落在地上,在吸收了太陽放射線以後,它周邊的冰雪也會融化得特別快。如果塑膠片沒被風吹走,久而久之,冰雪會融化出一個坑。這讓他意識到微小行動的力量,「現在我看見一個小垃圾也會撿走,盡管很小,但行動很重要。」

新京報記者 王景曦

編輯 白爽 校對 朱名恬