南極海冰自2015年之后開始出現(xiàn)歷史性消融。一項(xiàng)新研究找到真兇：一場(chǎng)風(fēng)暴在冰上撕了個(gè)洞，啟動(dòng)了海冰消融連鎖反應(yīng)。

　　作者 | 段歲寒 茨城大學(xué)地球物理學(xué)博士

　　《非誠(chéng)勿擾2》里有個(gè)著名段子：在一次慈善競(jìng)拍中，禮儀小姐稱，因?yàn)闅夂蜃兣?，北極冰川正在融化，一想到企鵝寶寶就要失去它們的家園，她的心都要碎了。孫紅雷飾演的富豪擲重金拿下了拍品，卻“很壞地”告訴她，北極一時(shí)半會(huì)兒融化不了，就是融化了企鵝寶寶也會(huì)沒事，因?yàn)樗鼈冏≡谀蠘O。

　　雖然是個(gè)老梗，不過就在2015年之后，《非2》上映不到5年，南極冰迎來了歷史性大消融，短短兩年就失去了120萬平方公里的海冰面積，相當(dāng)于兩個(gè)法國(guó)。同樣令人意外的是，企鵝寶寶不僅沒事，還活得更加興旺了。這是怎么回事呢？最近，兩項(xiàng)新研究分別揭示了原因。

　　南極冰蓋和海冰

　　如果問全球的冰都集中在哪里，大部分人都知道在兩極。但南極、北極區(qū)別大了。很難想象，北極的總冰量只是南極一個(gè)零頭。據(jù)統(tǒng)計(jì)，南極洲冰蓋的冰量占到全球總冰量的90%，另外9%在北極的格陵蘭島，余下1%才是其他。

　　但是僅看結(jié)冰面積，南北極不可能相差這么大。我們的直覺是對(duì)的。冰量差別主要來自冰的厚度。南極冰下有大面積大陸“打底”，周邊海冰依附于大陸向海洋延伸，冰蓋是大頭。而北極冰下方大多是凍結(jié)后的一片汪洋，海冰占據(jù)了絕大面積。

　　冰蓋專指連續(xù)覆蓋了5萬公里以上的陸地冰川（也稱“大陸冰川”），相比海冰，厚度要大好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　目前全球冰蓋僅分布在南極洲，以及北極的格陵蘭島上。前者冰面積約為后者8倍。南極冰蓋大約在500萬年前就發(fā)育到了如今的規(guī)模。它覆蓋在南極洲大陸上方，近似圓形，直徑接近5000公里，面積達(dá)到1400萬平方公里。沿著它的邊緣分布著陸緣冰，面積約150萬平方公里。格陵蘭冰蓋則覆蓋在碟狀盆地上，總面積約180萬平方公里。

　　南極冰蓋示意圖：灰色代表陸地，上方即為冰蓋。紅色表示夏季海冰最小值，紅色+白色表示冬季海冰最大值（1981-2010平均）|作者供圖

　　大部分南極冰蓋的厚度在2500米以上，最厚處達(dá)到4500米。格陵蘭冰蓋最厚處達(dá)3400米。這樣廣闊的面積，加上超級(jí)厚度，冰量是個(gè)天文數(shù)字。

　　而海冰直接在海上形成，厚度通常小于3米。因?yàn)楹１奶煜?，冬天擴(kuò)張，面積不定，科學(xué)家們給出了一個(gè)平均值。據(jù)測(cè)算，北極海冰和南極海冰年均面積分別約為1000萬平方公里和1200萬平方公里。在各自的寒冷季節(jié)，北極海冰可以擴(kuò)張到1600萬平方公里，南極海冰則動(dòng)輒超過2000萬平方公里（相當(dāng)于兩個(gè)以上中國(guó)陸地面積）。

　　由于海冰厚度較小，兩極海冰的冰量并未像面積那樣驚人。所有海冰加在一起，不過地球總含冰量的0.1%左右。冰蓋才是地球貯冰的絕對(duì)主力。

　　全球冰量構(gòu)成圖。南極冰蓋是絕對(duì)主力。 | 編輯制圖

　　冰穴帶來南極海冰創(chuàng)紀(jì)錄消融

　　不論是海冰還是冰蓋，兩極的這些大冰塊總是牽動(dòng)眾人神經(jīng)，因?yàn)榭赡苄┪⒆兓蜁?huì)影響全球氣候和生態(tài)。

　　近年來，我們經(jīng)常聽到人們對(duì)于冰川融化、海平面上升的擔(dān)憂。不同于漂浮的海冰，融化后在水面下所占體積幾乎相等、對(duì)海平面影響不大，冰蓋如果融化了，這些處于陸地上的冰凍水體就會(huì)流向海洋，使得其水量增加，水平面隨之上升。

　　有人做了一個(gè)計(jì)算，如果南極冰蓋徹底融化，地球海平面將上升60米，人類即面臨天劫一般的災(zāi)難。但實(shí)際上，這有些多慮了。因?yàn)槟蠘O本身氣候寒冷，數(shù)千米的冰蓋高度和廣大的反射面積又加劇了熱量的流失，南極冰蓋本身受到地球變暖的影響其實(shí)尚小。

　　不過，它周圍的陸緣冰和海冰受到地球變暖趨勢(shì)的影響，則幾乎是板上釘釘?shù)氖聦?shí)。

　　最近幾十年，隨著全球變暖持續(xù)，北極海冰早就呈現(xiàn)逐年減少的傾向，而南極海冰則呈現(xiàn)強(qiáng)烈波動(dòng)，甚至直到2015年之前，南極海冰面積都在逐步增長(zhǎng)。

　　消融中的北極海冰。| NASA

　　但這一切在2015年發(fā)生了變化。2016年到2017年間，南極海冰面積經(jīng)歷了歷史性的下跌，短短兩年間就損失了120萬平方公里，相當(dāng)于兩個(gè)法國(guó)面積。這引起科學(xué)家們的高度緊張。難道全球變暖加速了？

　　直至最近，一項(xiàng)新研究終于揭開了謎底：從2015年9月開始，一次強(qiáng)烈風(fēng)暴引發(fā)的冰穴，觸發(fā)了南極海冰的連鎖消融。

　　那是威德爾海海域的一次風(fēng)暴，風(fēng)暴帶來的溫暖氣流讓多處海冰發(fā)生裂縫、崩解和消融。隨后，在11月，南極的盛夏時(shí)節(jié)，那年的夏日格外熾烈，南極平均溫度比往年高出3度，一個(gè)不速之客悄然造訪：南極海冰的核心區(qū)域出現(xiàn)了一個(gè)冰穴。

　　冰穴是海冰中的無冰區(qū)域，之前40年中從未出現(xiàn)。失去了冰層的深色水面頓時(shí)暴露在外，像一只“死亡之眼”一樣貪婪地吸收著陽光。這進(jìn)一步加速了冰層的融解。從而又暴露了更大的水面。連環(huán)的相互加強(qiáng)作用，讓海冰消亡逐漸失控。

　　同年12月以及次年（2016年），同樣的事件又在其他區(qū)域連續(xù)上演。南極過去幾十年一直保持的海冰增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)被迅速打斷，并一去不復(fù)返。

　　南極海冰中出現(xiàn)的冰穴。 | NASA（2017年9月25日）

　　科學(xué)家們也由此勾勒出了極地海冰消融的潛在路線：暖風(fēng)暴和炎熱天氣疊加，將有極大幾率形成冰穴，帶來的必然后果就是海冰連鎖性大消融。

　　企鵝在氣候變化中意外“得利”

　　像極地這樣簡(jiǎn)單而缺乏容錯(cuò)能力的氣候生態(tài)系統(tǒng)，面對(duì)變化自我調(diào)節(jié)能力往往非常弱。如果照目前態(tài)勢(shì)發(fā)展，南北極海冰都將十分危險(xiǎn)，物種生存唯艱。

　　據(jù)一項(xiàng)最新研究預(yù)測(cè)，如此下去北極熊將可能無法借助海冰漂浮和獲取食物，在80年內(nèi)瀕危甚至滅絕。

　　不過，令人意外的是，并不是所有物種都那么倒霉。就目前所知，企鵝竟然在這個(gè)過程中上位了。

　　極地生物學(xué)家很早就注意到，南極的阿德利企鵝種群數(shù)量和海冰面積成負(fù)相關(guān)關(guān)系：當(dāng)海冰面積減少時(shí)，它們就將迎來繁殖良機(jī)，而擴(kuò)大種群；當(dāng)海冰面積增大，其繁殖和育雛行為則會(huì)受到打擊，導(dǎo)致種群數(shù)量減少。

　　這一奇怪現(xiàn)象，也被科學(xué)家借這次南極海冰消融之機(jī)破解。

　　原來，企鵝喜歡水而不喜歡海冰。因?yàn)?，在繁殖季?jié)，它們必須翻山越嶺，跨越茫茫海冰，才能到達(dá)可以潛水的未凍結(jié)海域?qū)ふ沂澄?。而企鵝的體型擅長(zhǎng)游泳而不擅長(zhǎng)行走，在海冰少的年份，這份辛苦將大大減少。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，在海冰少的年份，企鵝每天平均可以少移動(dòng)近5公里，花在覓食上的時(shí)間比多冰年份最多可減少近8小時(shí)（2010-2017年數(shù)據(jù)）。

　　更少步行節(jié)約下來的體能，讓企鵝在海中狩獵范圍更寬廣，同類間的競(jìng)爭(zhēng)壓力大為減少。并且，暴露的海面可以吸收更多陽光，讓浮游生物數(shù)量增加，以之為食的魚和磷蝦蝦也增加了，企鵝的食物更充足。

　　種種因素都讓阿德利企鵝生活更滋潤(rùn)了。不僅體重在少冰年份平均增加了5~17%，雛鳥的存活率和體重也大幅增長(zhǎng)。

　　愛潛水的阿德利企鵝。| webshots.com

　　但是，這只是眾多不幸中的一個(gè)例外。南極企鵝無疑是全球變暖趨勢(shì)下的少數(shù)幸運(yùn)兒。大部分極地生物，都將在全球變暖態(tài)勢(shì)下迎來噩夢(mèng)。

　　雖然海冰融化一時(shí)間威脅不到我們?nèi)祟惖纳妫覀円膊坏貌惶崆八伎家粋€(gè)問題：當(dāng)我們放任自己翻弄其他物種命運(yùn)的時(shí)候，是否確定自己能夠背負(fù)一切后果。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] Recent Decrease of Summer SeaIce in the Weddell Sea, Antarctica

　　https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2020GL087127

　　[2] Fasting season length setstemporal limits for global polar bear persistence

　　https://www.nature.com/articles/s41558-020-0818-9

　　[3] Foraging behavior links sea iceto breeding success in Antarctic penguins

　　https://advances.sciencemag.org/content/6/26/eaba4828

　　[4] Understanding climate/Antarctic sea ice extent

　　https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/understanding-climate-antarctic-sea-ice-extent

　　[5] 北極?南極域の海氷

　　https://www.data.jma.go.jp/gmd/kaiyou/data/shindan/sougou/pdf_vol2/1_3_1_vol2.pdf

　　[6] Fasting season length setstemporal limits for global polar bear persistence

　　https://www.nature.com/articles/s41558-020-0818-9?mc_cid=f6db3902b4&mc_eid=db26089c2c

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