展望北极:假如北极没了冰……
记者/赵天宇
北极气候的变化,可谓牵动着全球生态系统的“神经”。根据目前情况,有科学家预测,到2030~2050年之间,北极的夏季海冰将完全消失。过去20年时间内,北极变暖的速度,已经是地球其他地方的两倍。北极变暖和海冰缩减带来的后果,就如同多米诺骨牌一样,或许将会深刻地影响地球居民和生物的生活,扑朔迷离而又不可忽视。
极寒:冷涡南移,北极越热亚欧越冷?
2018年伊始,欧洲经历着一场严寒天气,大雪冰封,气温突破极值,连温暖的地中海沿岸也出现了降雪天气,数十人因为低温丧命。但与此同时,北极却热了起来,2月25日,北极地区气候竟然达到摄氏2度,让人摸不着头脑,不少科学家只能用“震惊”来形容自己的感受。
但实际上,这并不是北极气温第一次“闹脾气”。2015年年底,北极突然升温36℃。那次升温,让全球很多国家开启了“速冻”模式。其中也包括我国,不少人用“世纪寒潮”来形容那次降温天气过程——北京最低气温骤降至零下16度、上海日最高气温跌破冰点、就连广州都飘起了雪花……
地球两极,亘古便是苦寒之地。极地附近太阳辐射角度小,受热少,属于大气的“冷源”。同时,极地上空的空气得不到热量补充,形成低空的冷高压,高空的冷低压,高低空配合看就是较强的冷性下沉气流。加上地球自转的作用,这样就形成了长年盘踞在北极上空的北极涡旋。
在气象学上,这个冷气团被称为“极地漩涡”,或者更为形象的“北极冷涡”。
因此,当北极地区突然升温时,北极上空就容易形成高压区,从而挤压西风带向某个方向凸起,形成南北方向延伸的脊和槽。冷空气在脊前槽后西北气流的引导下顺势南下。
▲2015年底,北极突然升温导致冷涡南移。如图所示,此时冷涡已经移动到北纬50度附近,这也是造成我国大范围低温雨雪冰冻天气的重要原因之一
此外,科学家们研究发现,全球气候变化导致的升温,特别是夏秋季节高于常年的气温,影响了高纬度地区海洋的温度,也就是北太平洋、北大西洋等海域温度升高,进而通过水汽交换,影响到极地附近大气温度,大气环流因此受到扰动,也经常会把北极涡旋往南挤压。
不过,这股冷空气具体影响哪个地区,则有很大的随机性,有可能是欧洲,也可能是北美甚至是东北亚。总而言之,对中纬度地区天气气候影响很大。因此,科学家们用“暖北极 冷大陆”来形容这种现象。
虽然现在暖北极的形成大多是由于大气环流运动造成的,但这种不正常的环流,与气候变化是密不可分的。可以肯定的是,假如未来北极继续升温,或许等待我们的,将是一个更多雨雪冰霜的极寒冬天。
洋流:暖流减弱,电影《后天》或将实现?
世界上的风很大程度上是因两极和热带地区的温差而形成的。如果北极比热带地区升温更快,这一温差将会减小,风速就会减慢。这种情况已经出现——过去30年来,北半球的风速减缓了5%到15%。后果之一就是北半球的急流发生紊乱。这可能会在意想不到的时间给意想不到的地方带来暴风雪和热浪。
说到暴风雪和热浪,由于北极的存在,欧洲和亚洲的天气气候受此影响颇深,尤其是欧洲,因为北极的存在则彻底改变了气候类型。众所周知,欧洲比同纬度地区的冬季温度高的多,一些大陆性气候的城市,例如圣彼得堡,也表现出了很明显的海洋性气候特征,最冷月温度和相差将近18个纬度的沈阳差不多,这有赖于北大西洋暖流,而北大西洋暖流形成的原因恰恰是西风带。
北极变暖将会影响西风带的走势。北极变暖以后,副极地与副热带地区的温度差变小,副高与副极地低气压间气压差减少,气压梯度力因此减小,引起北大西洋暖流减弱。
另外,如果北极升温过高导致冰川融化,大量淡水将融入北大西洋,淡水密度小于海水,很难沉入下部水底。这样,北大西洋暖流的补偿流减弱,进而导致洋流循环体系变慢,同样会导致暖流势力减弱,热量从低纬度向高纬度的输送也将减少。最终北半球高纬度地区将变为酷寒的“人间地狱”,这一幕在灾难电影《后天》当中已经被人们所熟知。
这样的担忧并非危言耸听,历史上也曾真实存在过,12000年前左右,有一次气候历史上非常著名的“新仙女木事件”。整个事件简单来说就是北美大陆冰川融化,大量的融水阻止北大西洋的温盐环流向亚极地输送热量,造成地球气温在数百年的时间内骤降15摄氏度。
冰川融化除了增加极端天气事件发生的概率以外,还会带来很多不可估量的损失:例如老生常谈的海平面上升问题;再比如说有科学家认为,随着北极变暖和冰川融化的加剧,冻土持续解封, 冻土中许多微生物也将苏醒过来,或许会感染人类。地球上那些被遗忘的病原体,将可能引发巨大危机,这是全球变暖最怪异的症状之一。
▲电影《后天》讲述的故事,就是因为洋流紊乱引起的气候巨变
生物:生态巨变,受害者并非只有北极熊?
提起北极,人们最先想到的便是身披雪白外衣的“北极熊”。但北极的生物远远不止北极熊这么单一,由于特殊的气候环境,北极地区的生物体包括冰中的微生物、鱼类与海洋哺乳动物、陆地动物以及人类,共同构成了北极独特的生态系统,比较有名的动物还有北极狼、北极狐以及驯鹿等。
▲2017年12月,一 段令人心碎的视频在 全球范围内疯传,画面显示一只骨瘦如柴的北极熊正在觅食垃圾(供图/视觉中国)
冰川融化对于地球大气环流以及洋流的影响或许在近几年尚难完全呈现,但对于北极生物而言,冰川融化将严重影响动物生存。甚至有观点认为,北极变暖正在使北极经历地球的第六次生物大灭绝。
对于北极熊而言,在北极地区,它们通常在大块的浮冰上捕猎海豹。然而,随着海平面和气温的上升,北极熊越来越难以找到这样的大块海冰,结果只能是挨饿了。事实上,连续数月都没有东西吃对于北极熊来说已经是常事了。假如有一天北极熊灭绝,最有可能的原因之一,竟然是因为饥饿。
根据国际自然保护联盟2015年的评估,资料显示:北极熊19个种群里有1个在增长,3个在衰退,6个趋势稳定,剩下9个数据不足,没有达到濒临灭绝的地步。但随着海冰的减少,生存形势不容乐观。
同样遭遇困扰的还有北极海豹、北极驯鹿等动物,有外国研究者发现,北极变暖导致植物花开生长时间提前,当春天植物的生长期比驯鹿的繁殖期更早时,驯鹿产下的幼崽就更少,小驯鹿的寿命也就更短。另一组数据显示,与全球以及北极变暖相符的是,北极驯鹿在过去三十年时间内数量下降了60%。
▲2013年3月18日,吉林省气象专家表示,“刚刚过去的这个冬季,吉林省降雪突破历史记录。造成多雪的原因,除大气环流出现明显调整外,北极海冰面积减少是重要因素。” (供图/视觉中国)
资源:冰川退却,北冰洋其实是个聚宝盆?
当然,就人类目前的现实形势来看,北极冰川融化也并非一无是处。其中一点就是新航路的开辟,一旦开辟北极航路,对全球航运业格局将产生颠覆性冲击,大量国际船运航线走北极航路可大大缩短航行距离。就在2017年7月,已经有挪威破冰船进行了相对成功的尝试。
中国极地研究中心主任杨慧根就曾经表示,如果北极航道开通,将形成一个囊括俄罗斯、北美、欧洲、东亚在内的“环北极经济圈”,届时,中国将拥有多渠道的进口运输线,航线将得到优化,成本也将随之降低。
举个例子来说,现在从挪威首都奥斯陆运送一船三文鱼到上海洋山港,货船需要绕行欧洲穿越地中海、苏伊士运河,经过红海进入印度洋,再穿过马六甲海峡来到南中国海,一路北上,行程几万公里,需耗时数个月才能到达。假如北极航路得以开辟,货船就可以经斯瓦尔巴群岛,穿过北冰洋和白令海峡南下,再经日本海来到我国,抛开时间不谈,距离就节省了2/3之多。
▲北极地区蕴含着巨大的商业诱惑,这里还蕴藏了丰富的石油、天然气资源。 随着破冰技术和卫星技术的出现,前往北极的难度正在逐渐减小,该地区即将迎来“淘油热”(供 图/视觉中国)
另一方面,近年来石油、天然气等能源的供应日趋紧张。但随着冰川的融化,北极丰富的自然资源已经引起了世界各国的高度关注,特别是北冰洋下方,海床本身就蕴含着丰富的资源。统计数据显示,北极地区的原油储量大概为2500亿桶,相当于目前被确认的世界原油储量的1/4。同时,北极地区天然气的储量估计为80万亿立方米,相当于全世界天然气储量的45%。
仅1968年发现的坐落于阿拉斯加北坡的普鲁度湾油田,就有90亿—100亿桶可采原油和7000亿立方米天然气。而此油田邻近的库帕鲁克油田,日产原油高达400万桶。这两个油田所生产的原油约占美国石油产量的26%,约占美国石油总消耗量的11%!西伯利亚西北部可采天然气储量至少有13万亿立方米,很有可能超过17万亿立方米。在煤炭资源方面,地质学家也曾经做出过估算,北极储量占世界的9%左右,这样的数字可以说是相当惊人了。
可以预见的是,假如北冰洋的冰山真正融化,北冰洋会成为一座新的能源宝库,人们有可能在未来数十年后对北极海洋洋底的大量石油和天然气进行开发,困扰人类许久的资源问题也将得到暂时的缓解。
然而,油气资源尽管诱人,却也不是想开发就能开发的,还必须面临洋底划界的争议。上世纪50年代后期,加拿大首先宣布对北极地区拥有主权。国际法庭判决称,如果其他国家在100年之内不对此提出异议,那么北极将成为加拿大的领土。尽管绝大多数地图都将这一地区置于加拿大边境线之内,但加拿大至今并没有真正获得司法意义上的北极主权。
目前北极圈的主权分属8个国家,各国也在加紧“找证据划片”,未来,北冰洋沿海国家对北极的领土和资源的争夺,势必将更为激烈。■