老冰再見,新北極即將報到

汪中和 / 中央研究院研究員 2021/06/16 11:13 點閱 3676 次

北冰洋是個滿布冰層的海洋,生活在北冰洋周圍的生物,包括因紐特人、北極熊及海豹,都適應了冰天雪地的環境,並與之和諧相處。但是北冰洋正因為氣候暖化,逐漸失去過往一望無際的冰層,也是近年來新聞中常常報導的焦點。

海冰變薄速率加快

本月初,一篇科學期刊的研究指出,北冰洋沿岸地區的海冰變薄的速率比過去所認知的要快許多,約為先前估計的兩倍;對從事極區研究的學者來說,真是晴天霹靂,因為表示北冰洋海冰消失的日期又要提前了。

要知道北冰洋的海冰未來還可以延續多久的時間,必須先要了解整個冰層的體積,以及每年消融的量,才能準確的估計出來。

冰層的體積參數包含面積與厚度,北冰洋被海冰所覆蓋的面積可以由衛星進行精準的觀測,可是冰層的厚度就棘手了。衛星雖然可以測量冰層出水的高度,可是因為受到降雪覆蓋的影響,冰層的高度被壓低,必須扣除掉積雪的量,才能還原冰層實際應有的高度,再計算出可能的厚度。

動態模型估計深度

過去研究人員根據長期的實地測量結果,使用平均積雪深度地圖來調整積雪的因素。可是該地圖現在已經過時,無法反映暖化的北極所面對降雪深度改變的現實,導致冰層的厚度估計嚴重失真,當然體積的計算也就跟著失準。

為了克服這個困難,美國加州大學的研究人員使用一種動態的降雪模型來估計北冰洋海域的積雪深度,再結合衛星的觀測數據,可以更準確地估計北極海冰總體的厚度,以及海冰厚度逐年變化的情況。

結果發現,北冰洋海冰的厚度在年與年之間的波動比先前的估計要大得多;同時,冰層的厚度越來越薄,而且變薄的趨勢比先前的研究表明的要快得多,也就是多年期的老冰正快速減少。

海冰厚度是生態指標

整體來說,在北冰洋沿海的七個海域,海冰厚度的變異性逐年增加了58%;再與先前的計算結果相比,靠近北方航道的拉普捷夫、卡拉和楚科奇三個區域的海冰厚度下降率分別增加了70%、98%和110%,表現的最明顯。

目前北極地區正在以全球三倍的速率在暖化,除了氣候的影響外,北冰洋邊緣的海冰加速變薄也對北極圈帶來連鎖性的影響,首先對原住民冰上捕魚和狩獵添加困難,沿海社區日益受到來自洶湧海浪的侵蝕;接著北極航道開放的期間更長,覬覦開發海底石油、天然氣和礦物資源方面的經濟活動更多。

人類活動導致變化

北極圈的變化是無法避免了,過去的舊北極,正在成為遙遠的記憶,如今我們要迎接一個完全陌生的新北極。

地球的氣候在過去已經發生了許多次變化,其中很多自然的因素;但這一次,氣候變化的影響將遠遠超出北極熊困坐在融化浮冰上的形象,而人類正是導致這個變化的主要惡因。