多彩的地球,却处处潜藏危机
2020-06-30 16:00

多彩的地球,却处处潜藏危机

本文来自微信公众号:原理(ID:principia1687),作者:Takeko ,题图来自:视觉中国


2020年尚未过半,但它似乎注定成为一个不寻常的年份。2020年上半年,当我们在与极端的病毒抗争的时候,地球同样正经历着极端的气候变化。


刚刚过去的2020年5月,是有记录以来最炎热的5月(与2016年5月的高温纪录持平)。全球高温不断刷新纪录,森林火灾在南半球肆虐,南北极地区出现了出乎意料的转变。


2020年的地球有许多“颜色”,但有些颜色或许并没有听起来的那么美丽。


黑色的夏天:澳大利亚丛林大火 


 2019年12月,澳大利亚东部的森林火灾烟尘的卫星图像。| 图片来源:European Space Agency


时间倒回差不多整整一年前。2019年6月,澳大利亚昆士兰比往年更干旱,降雨更为稀少。昆士兰的丛林大火季也比以往提早了约2个月。当时已有地方机构发出警告,2019年的森林大火可能会更为猛烈。


然而,火灾的发展还是出乎了所有人的预料。澳大利亚森林火灾时有发生,但这次山火季却比往年更为猛烈。从2019年下半年开始,森林大火几乎影响到了澳大利亚全国,直到2019年年底至2020年年初,火灾到达了顶峰。


截至2020年3月,这场森林大火烧毁了约18万平方千米的面积。森林大火还会产生一系列后续的反应,比如,森林大火本身会引起雷暴天气,从而增加雷电的风险,进而引起更大面积的火灾。


森林大火会造成天气变化。| 图片来源:Australia's Bureau of Meteorology


此外,森林火灾还带来了严重的烟尘污染,导致堪培拉等地的空气质量一度下跌到全球“垫底”。2020年1月的卫星图像还显示,烟尘已经对新西兰的空气质量产生了影响。


烧焦的树木,浓重的烟尘,有人把澳大利亚的这个夏天称为“黑色的夏天”。


绿色的南极:南极绿藻 


今年年初,科学家在南极地区记录到了新的高温点——20.75℃(但该纪录有待进一步核验确认)。虽然一个数据点很难反映出气候变化的趋势,但不可否认的是,近年来南极确实在变热。


南极绿藻。| 图片来源:Gray, A. et al.


温度等变化可能会带来更复杂的极地生态系统的转变。今年5月,剑桥大学的科学家团队首次公布了南极半岛的绿藻分布图。南极的绿藻是一种雪生藻类,它们利用冰雪融水和动物的排泄物作为水源和养分存活,是南极冻原系统中的一种重要生产者。在这项研究中,科学家利用卫星遥感图像发现了1600多处绿藻暴发点。


绿藻与温度的关系比想象中更为复杂,在南极半岛的部分地区,随着气温升高,南极绿藻的总量可能会持续增长。未来的南极可能会变得更“绿”。


火红的北极:北极放大效应 


 从1960年到2019年,全球各地区平均温度的变化。北极地区的升温比全球其他地方更快。| 图片来源:NASA-GISS


北极热浪使西伯利亚的气温在夏季的开端飙升到了近38摄氏度。虽然北极的环境变化已经持续发展了约30年,但这仍然是一个惊人的纪录。


早在19世纪90年代,科学家就预测,大气中二氧化碳含量的增加将导致地球变暖,特别是在北极地区,具有反射作用的雪和海冰的消失会加剧这一该地区的变暖。气候模型指出,随着温室气体浓度的增加,“北极放大效应”会逐渐显现,北极变暖的速度大约是全球变暖速度的两倍。


根据哥白尼地球观测计划,西伯利亚西部今年经历了有记录以来最炎热的春天,这种异常的高温预计不会很快结束。北极气候论坛预测,至少在8月间,北极大部分地区的气温将高于平均水平


为什么这股热浪一直徘徊?目前还没有人给出完整的答案。一般来说,热浪与不寻常的急流模式有关,西伯利亚热浪也不例外。一股持续的急流向北摆动,将该地区置于气象学家所称的“脊”之下,当急流像这样向北摆动时,会让更暖的空气进入该地区,从而升高地表温度。


我们确定的是,我们看到了热浪的显著影响,特别是让海冰的消失变得更早了。在卫星图像中,西伯利亚海岸附近的冰看起来像“千疮百孔”瑞士奶酪。俄罗斯北部拉普捷夫海的海冰范围是自卫星观测以来一年中同时期记录的最低值。


海冰损失也会进一步影响温度,形成一个反馈回路。地球的冰雪覆盖反射着太阳的能量,有助于保持地区的凉爽。当这层反射的“盖子”消失后,颜色更暗的海洋和陆地会吸收热量,从而进一步提高地表温度。在西伯利亚海岸的一些地区,海面温度已经非常高,而温暖的海水将导致更多融化。


在陆地上,一个很大的问题是变暖的永久冻土,也就是在北极地形之下一直冰冻的土壤。当房屋和桥梁下的永久冻土融化时,基础设施可能会下沉、倾斜甚至坍塌。融化的永久冻土同样造成了一个不太明显但更具破坏性的问题。当土壤融化时,土壤中的微生物开始将有机物质转化为二氧化碳和甲烷。这两种温室气体都会加剧地球的变暖。


 卫星图像显示,由于永久冻土融化,巨大的燃料罐坍塌,导致诺里尔斯克的油泄露流入周边河流。来源:Contains modified Copernicus Sentinel data 2020


在去年发表的一项研究中,研究人员发现,从2007年到2016年的10年间,世界各地的永久冻土平均变暖了约0.3摄氏度,其中升温最快的是西伯利亚地区。目前的西伯利亚热浪如果持续下去,将在局部地区加剧永久冻土的变暖和融化。


极端的温暖也增加了野火的风险。干燥的森林更容易发生火灾,当森林燃烧时,留下深色的裸露的土壤,吸收更多的热量,又会加速变暖。我们已经看到北极地区发生了几年极端的森林火灾。一些科学家推测,去年的西伯利亚火灾可能在泥炭沼泽中持续燃烧了整个冬天,它们今年或许会卷土重来。


北极正在发生的事情是真实存在的,这是令人不安的一种模式,高温的北极也是地球发出的一个“红色”警告。


蓝色的高原:认识高原湖泊 


在气候变化的同时,科学家也在努力了解并量化气候因素的影响。6月29日,中国科学院青藏高原研究所发布了一项最新研究表明,根据科学估算,青藏高原湖泊蒸发总量为每年约517亿吨,这相当于3500多个西湖的水量。


青藏高原也被称为“亚洲水塔”,这里湖泊密布,保存着重要的淡水资源。事实上,青藏高原的湖泊面积占到了中国湖泊总面积的一半以上。这样准确的估算结果为湖泊与气候的相互作用,以及水资源储量提供了可靠的数据参考。


研究人员表示,未来高海拔湖泊蒸发量的变化数据尚不清楚,但研究中的估算方法或许可以拓展到世界其他地区的湖泊,从而更好地理解未来全球水平衡和气候变化的影响。


参考来源:

https://theconversation.com/100-degrees-in-siberia-5-ways-the-extreme-arctic-heat-wave-follows-a-disturbing-pattern-141442

https://www.bbc.com/news/world-australia-50951043

https://www.nature.com/articles/s41467-020-16018-w

https://www.noaa.gov/news/may-2020-tied-for-hottest-on-record-for-globe

http://www.xinhuanet.com/local/2020-06/29/c_1126169925.htm

https://advances.sciencemag.org/content/6/26/eaay8558


本文来自微信公众号:原理(ID:principia1687),作者:Takeko 

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