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北方的那片冰与海,与我们息息相关

2017-07-13 09:53 来源:科技日报 游雪晴

  温度升高致海冰减少,北极熊生存“如履薄冰”。

第二看台

  7月11日中科院大气所传出消息,据预测,今年北极海冰最小覆盖范围约为410万平方公里,有可能成为有观测记录以来的第二低值。

  中国虽不是传统意义上的北极国家,但在全球气候变化的大背景下,北极地区的所有因素都会对中国产生影响。第598次香山科学会议与会专家认为,不论从气候还是海洋领域看,北极海洋的变化都与我们息息相关,我们应尽快将目光转向北方,投入更多资源去观测和关注北极地区和北冰洋。

  海冰30年消融掉一个“南非”

  会议执行主席之一、著名气象学家秦大河院士指出,目前北极地区成为全球变化非常显著的区域,也是北半球气候变动的驱动因素之一。北冰洋在过去的几十年中的变化可概括为海冰覆盖范围持续减少、多年冰大量消失。

  世界气象组织今年3月份表示,依据观测数据显示,冬季结束时,北极的海冰是进行卫星测量的近40年里最少的。

  数据显示,北极在这个冬天至少出现了三次极地热浪,强大的大西洋风暴驱使温暖、潮湿的空气流入,并将温度推升至接近零摄氏度的水平。据美国国家冰雪数据中心和德国的海冰门户平台的统计,南极和北极今年1月份的海冰面积均创下了38年来卫星记录的新低。1月北极海冰面积平均为1338万平方公里,比去年1月减少了26万平方公里,损失的面积超过了英国的本土面积,与1981年至2010年的长期平均值相比,北极海冰面积损失了126万平方公里,相当于南非的国土面积。

  北极的冰盖面积从每年9月,即融冰季接近尾声时下降到最低值,之后会慢慢开始增加。观测数据表示,北极冰盖的最低值每十年会缩减大约13%。

  本世纪中叶酸化水体将覆盖整个北冰洋

  空气中的二氧化碳溶于海水后形成碳酸,使海水的pH值(酸碱度)下降,出现海洋酸化的现象。海洋酸化被认为是全球第三大环境问题,给海洋生物的生存带来极大挑战,进而影响到人类的生活和居住环境。

  国家海洋局第三海洋研究所陈立奇研究员说:“北极是全球对气候变化最敏感的地区,也是海洋酸化最严重的地区,是全球海洋酸化研究的‘领头羊’。我国从2008年第三次北极科考时就与美国、欧盟签署了关于共同研究海洋酸化的合作文件,此后的历次北极科考,相关国家的研究人员都对这一问题进行了持续的合作。”

  据陈立奇介绍,我国科学家首次观察到20年来西北冰洋出现大范围的酸化水体并以每年1.5%的速率增长着,比太平洋或者大西洋所观测到的结果要快2倍以上,预测到本世纪中叶酸化水体将覆盖整个北冰洋。

  这一成果发表在今年的《自然·气候变化》3月期刊上。文章认为,驱动北冰洋快速酸化的主要驱动力是气候变化。20年来,由于全球气候变化诱发了北极放大作用,主要特征是海冰快速融化和后退、大气—海洋环流出现异常、太平洋入流水增加,为北极海洋酸化提供了强大的正驱动力。

  据介绍,海洋酸化会影响珊瑚、贝类等钙化生物的正常生长,“腐蚀”它们的碳酸钙外壳,甚至对它们造成致命的影响,进而破坏整个食物链。此外,溶解于海水中的二氧化碳还可能在某种条件下被重新释放到大气中,从而加剧温室效应。

  北冰洋浮游生态系统变化剧烈

  北极海冰快速变化对该海域的浮游生态系统也存在着巨大的潜在影响。中国极地研究中心何剑锋研究员认为,海冰储量的减少会导致浮游生物群落的变化主要表现为:春季融冰提前和秋季结冰的延后导致无冰季节延长,浮游植物生长期变长,北极陆架海域生产力增加明显;同时,区域融冰时间直接决定了冰缘浮游植物水华出现的时间,7月份约30%的海冰覆盖区存在冰下浮游植物水华的条件,从而影响整个浮游生物群落。

  中国科学院海洋研究所李超伦研究员认为,随着海冰减少,陆架区生态系统结构将由底栖食物链主导向浮游食物链主导转变,而在海盆区则表现为依赖海冰的生物将受到严重威胁,最早的陆架区生态系统结构改变可能发生在楚科奇海。

  他建议,加强北冰洋浮游生态系统基础研究,以浮游动物为切入点,围绕其种群变动及其对浮游生态系统物质循环和能量流动的调控作用开展系统调查与研究,揭示北冰洋生态系统对环境变化的响应过程与机理。

  加强北极地区观测与预报

  会议执行主席之一、华东师范大学张经认为,对于北极,我们不仅仅需要关注正在发生的变化过程,还应了解历史上北极及其周边地区所经历的改变,以及这些变化对海洋环境和人类社会产生的后果。

  国外对北极研究的历史可追溯至百年以上,而我国关于北极的大规模研究起步较晚,从1999年启动第一次北极考察至今经历了近20年的时间。迄今,我国已经对北极进行了7次综合考察,就北极的变化过程也积累了一些研究资料。但由于我国关于北极的大规模研究仅20—30年,相对比较薄弱,缺乏系统和多学科整合的研究成果与长期的数据积累。

  与会专家呼吁,我国应加大对北极地区观测及科考的投入,集中各方力量建设多学科的北极观测网络,重视对北极地区及北冰洋的科学研究,这不仅可以提高我国对气候变化及各生态系统变化的预测能力,同时也可提升我国在相关国际事务上的发言权和影响力。

(责任编辑:王蔚)

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