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格陵兰:一个输不起的赌局

来源:本站原创 2009-09-02 15:27:50

  处于北极的格陵兰岛一年四季天寒地冻,白茫茫的冰雪一尘不染。如果这是你对格陵兰的印象的话,那么现在是更新的时候了。7月里,“极地曙光号”来到格陵兰西海岸的洪堡冰川(HumboldtGlacier)南侧时,冰川的边缘看上去就像是倒在地上的巨蛋,表面有一条条密集的平行黑线。冰面显得很脏,而且越接近地面的地方颜色越深。

  走到跟前看,冰面上附着泥土样的物质,也有许多大小不一的石头镶嵌在冰面上。选择一个坡度最缓的地方,借助于这些泥土和石块提供的摩擦力,一个人并不难向上攀爬。

  但是,在爬上五六十米之后,可能就会遇到困境。因为随着高度的增加,冰面越来越纯洁,坡度也可能出现不利攀爬的变化,这时普通登山鞋的摩擦力就显得极为勉强了。剩下的二十来米在攀冰装备的帮助下才更容易完成。

  洪堡冰川是“极地曙光号”2009年北极气候变化科考中所造访的第二个主要的冰川。在此之前,船上的科学家们已经在格陵兰的另一大冰川———彼得曼冰川———做了许多研究。

  洪堡冰川是格陵兰岛上最宽的冰川,位于大约北纬79度的高纬度地区。近观洪堡冰川,它的高大已经让人叹为观止,但与格陵兰内陆能够将山峰覆盖住的冰盖相比,它又仅仅像是巨人的一根大拇指。

  黑冰忧虑

  攀爬洪堡冰川就像是在爬一条由冰构成的山脉,当你爬到了坡顶以后会发现,地势只是变得平缓了一些而已,你并不会看到所谓“山的那一边”,相反,你所看到的只是一个更高的坡。

  与之前在彼得曼冰川看到的景象相似,洪堡冰川的表面也有许多充满融水的圆柱形小坑。略微不同的是,在这里,人们没有看到像彼得曼那样多的融水形成的水塘,但小水坑的密度要远远超过彼得曼。

  每一个水坑都清澈见底,底部沉积着一层黑色的泥土样物质。随“极地曙光号”而来的美国俄亥俄州立大学的气候学家杰森·博克斯(JasonBox)及其同事在彼得曼和洪堡冰川分别采集了冰面的化学成分样本,他们可以肯定的是,那些黑色的物质中存在人类燃烧化石燃料所形成的烟灰。

  他们将采集到的样本装在塑料瓶中,以便带回实验室用分光计对其具体成分进行鉴定。科学家已经知道的是,冰川表面的黑色物质主要有三种来源,分别是附近陆地上的灰尘、来自宇宙的陨星物质和燃烧物的灰烬。燃烧物的灰烬主要来自于野火和柴油机燃料的燃烧———这些灰烬共同构成了所谓“黑炭”(blackcarbon)。

  在2007年发表于美国《科学》杂志的一项研究中,科学家报告使用新技术从格陵兰的冰芯中“读取”到了详尽的黑炭的历史和它的来源。

  美国内华达沙漠研究所的约瑟夫·麦康奈尔(McConnell)等人得到了从1788年到 2002年间黑炭浓度的精确情况,时间分辨率小于1年。将黑炭浓度的变化画在坐标系里便能看到一个有趣的变化轨迹。在头60年里,黑炭的浓度基本处于稳定状态,而在1850到1951年的一个世纪里,黑炭浓度急剧上升,达到峰值;之后的50年里,浓度又开始下降,但仍高于1850年之前的水平。“公众对气候变化的一个误解是,地球太大了,人类的活动没法改变地球的气候。”杰森说。

  现在科学家认为,上述黑炭的变化过程包含了明显的人类“指纹”。自然界的野火主要发生在夏季,由此产生的黑炭对冰芯里的黑炭做出了重要贡献。但是从1850年开始的一个世纪里,黑炭的浓度却在冬季显著升高。这与人类开始在1850年前后大量燃烧化石燃料的时间一致。而从1951年开始,随着新技术和清洁能源的出现,人类对黑炭的贡献又开始减少。

  更准确一点说,是北美对黑炭的贡献开始减少。有其他的证据显示,在1951年之后,来自亚洲的黑炭日益做出更大的贡献。

  对于纯净的冰面来说,它的表面返照率能够达到80%,也就是说,它能将80%的太阳光反射出去。但对于存在污染物的暗色冰面来说,其表面返照率则只有20%。这样一来,后者吸收的太阳辐射便是前者的四倍。

  从季节上来说,在北极的冬季,黑炭对冰面的影响并不重要。而到了初夏,其影响达到峰值。麦康奈尔等人的计算显示,在初夏的时间里,1850到1951年间,黑炭对冰面升温的贡献是1瓦/平方米。在1906到1910年间达到最大值3瓦/平方米 ———这是自然界力量的八倍。与这个时间相对应,在20世纪早期,北极曾经历了比世界上其他地方更强烈的变暖过程。“格陵兰并不是全世界,我们还需要更多的记录和模拟以查明黑炭对20世纪早期北极的变暖是否重要。”

  美国宾夕法尼亚州立大学的理查德·阿尔雷(RichardAlley)在一篇综述文章中说,“但是麦康奈尔等人的研究结果更强地将黑炭和北极气候的历史约束在了一起……格陵兰黑炭的消长既显示了人类改变环境的能力,也显示了人类限制这些改变的能力。”

  夏日暖风

  北极的冰川并非一尘不染,这里的天气也不总是寒冷的。“极地曙光号”在此考察的几十天时间里,彼得曼冰川上的气温从未低于过冰的融化点。杰森等人在冰面上安放了一个小型气象站,尽管这个设备在测量气温的时候仍有难如人意的地方,但杰森认为测量结果明确显示,气温在至少两个星期的时间里都高过了5摄氏度。“我认为2009年的夏天会发生大事情。”杰森说。所谓“大事情”指的就是彼得曼冰川前缘会断裂出一个面积达到100平方千米的“冰岛”。

  美国最近公开的1000张间谍卫星图片显示了北极海冰在过去10年里出现的显著变化。与冰川上的淡水冰不同,海冰是由海水冻结而成的。每年3月份,海冰达到最大面积,9月份达到最小面积。现在的问题是,海冰在9月份的面积不断创出新的最低纪录。

  2007年夏季,北极海冰的面积比长期平均水平少39%,2005年和2008年的情况同样引人注目。尽管更多海冰的融化并不会造成海平面上升,但这种现象也许是某种更大的变化的一个信号。无法忽视的事实是,在格陵兰岛,冰盖的融化速度在过去30年里也增加了16%。

  美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的阿佐·雷纳玛姆(AsaRennermalm)和她的同事在最新的研究结果(发表于《环境研究快报》)中称,在每年的夏末,北极海冰的面积越小,格陵兰冰盖融化得也越多,二者似乎是有所关联的。并非冰盖的所有区域都显示出这一特点,但在格陵兰西部和西南部,现象是十分强烈的。

  阿佐认为,这种现象的出现可能是因为海冰的出现和缺失能够影响海洋的表面气候。海冰对其表面的空气有制冷和干燥的作用,而开放的海水则会让空气变得温暖湿润。如果风向合适的话,北冰洋缺少海冰所带来的温暖空气可能会被吹到格陵兰岛,从而加速冰盖的融化。

  格陵兰岛西海岸的乌佩纳维克(Upernavik)气象站记录了自1873年以来的气温,2008年夏季的记录是自那时以来最高的。当时在格陵兰和加拿大之间形成了一股温暖的气流,自南向北运行。加拿大北极群岛的气象站也记录到了最高的气温纪录,那里的冰川和冰架也在迅速流失。同样在乌佩纳维克,今年5月和6月的气温也高于常态。所谓“常态”,指的是1951年到1980年的平均气温。

  气候赌局

  一方面,气候变化正在我们眼前发生;另一方面,气候学家用以预测未来气候的模型仍在研究和完善之中。

  随着格陵兰冰盖和世界上其他冰盖的融化,全球海平面到2100年将上升多少是许多人关心的问题。科学家对这一结果的预测从半米到1.5米不等。

  实际上,在对北极气候的研究中,对许多不同问题的预测都存在着很大的变化范围。2008年6 月科学家们曾预测当年9月海冰面积的最小值,结果从290万到560万平方千米不等。基于不同的模型,预测的值几乎相差了一倍。实际出现的情况是470万平方千米,与此最接近的一个预测是440万平方千米。

  类似地,在冰川如何消融的问题上,至今也没有一个可靠的三维模型能够做出模拟和预测。冰川对各种因素的响应并没有被很好地理解,这也是为什么科学家们会来格陵兰进行研究的原因。“极地曙光号”上的科学家一直认为,彼得曼冰川前缘会有一个像美国曼哈顿岛那么大面积的“冰岛”断裂出来。一开始,他们说这可能发生在7月3日到15日,但到了16日“冰岛”也没有出现。

  后来船上干脆搞了一个竞猜活动,每人都可以下注押“冰岛”在哪一天出现,时间范围从7月末一直到9月中旬,时间精确到12小时。每一注3欧元/5美元,每人可以押多个时间,押中者获得奖池里所有的钱。

  船上的医生瓦拉利拒绝参与这项活动。他说:“我不参与赌博。”厨师巴布回应他:“这不是赌博,这是生活。”

  杰森本人押了四注,分别是7月31日前半天、8月4日后半天、8月30日前半天和后半天。到8月8日科考结束为止,他的前两注已经无法给他带来胜利了。

  英国BBC最近在一篇文章中陈述了各种事实,想要说明格陵兰的融化并不像人们认为的那样迅速和严重。几乎在同一时间,英国另一家媒体《观察家报》则给出了立场完全相反的论述。

  那么目前的科学研究究竟能够告诉我们什么呢?总结起来如下:气温无需再上升,格陵兰岛的冰川也会失去更多的冰,这个速度在增加,但速度究竟是多少科学家尚未断定。同时格陵兰的降雪量也在增加,所以抵消了一部分流失;格陵兰岛冰盖的融化正在造成全球海平面上升。权威科学家预计,到2100年,全球海平面会上升1米,但2100年之后的事情属于科幻;研究认为,人类活动对于气候变化负有90%的责任。同时,在科学家的气候模型中,北极对温室气体的响应以及气候变化的因素中还存在许多谜团;北极并不是“天然地”要有冰的:在地球的历史上,北极海水在夏天曾经高达18摄氏度。

  如何对未来的气候做出估计和应对,这像是一个更大的赌局。而且,这是一个我们输不起的赌局。

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