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中国北极海冰研究已15年仍缺高分辨率数据

2014.9.15

  北极海冰研究透着凉

  我国开展北极研究已15年,仍缺乏高分辨率数据,在北冰洋还未建立卫星接收站,且至今还未制定北极科技战略——

  9月7日,美国国家冰雪数据中心(NSIDC)网站上,北极海冰范围的变化趋势图又一次被更新,一条代表2014年海冰范围数据的蓝色曲线,又下降了一点。两周前,这条曲线的端点落在563万平方公里上,而如今,这一数据已下降至524万平方公里。

  资料表明,北极海冰的消长变化会影响全球气候,甚至会造成极端灾害天气。因此,对北极海冰的研究也越来越受到国际关注。

  然而,中国在此方面的研究却不够透彻。“北极海冰主要影响中纬度地区的气候,即美国、欧洲和中国,对美国的影响,美国人研究得非常透彻,对欧洲的影响也有很多研究成果。但是对中国的影响,目前我们做得还很少。”中国海洋大学海洋环境学院教授赵进平在接受《中国科学报》采访时说。

  曲折的下跌线

  NSIDC数据显示,2012年9月7日,北冰洋海冰范围达到年度最小值,还不到355万平方公里。2007年,美国前副总统阿尔·戈尔曾在发表获奖演说时,曾预测北极冰盖最早可能会在2014年的夏天消失殆尽。如今,预言落空了。

  与人们通常的认识不同,北极海冰范围并非持续下降。在NSIDC的网站上,从1978年至今,北冰洋海冰范围的变化曲线“走”出了一条曲曲折折、大起大落的下跌线。

  2007年,北极海冰范围曾达到一个低值,据NSIDC统计,当年9月14日海冰范围达到年度最小,仅为416万平方公里,包括阿尔·戈尔在内的不少科学家因此预言北极海冰即将消失。但此后两年间,海冰范围的年度最小值有了回升,到2009年9月12日升至505万平方公里。然而,海冰范围数值从2009 年起又持续下跌,直至2012年到达355万平方公里的“历史最小值”。

  “2012年,北极海冰的面积达到历史极小值,是一个很特殊的现象。”赵进平说,2012年北冰洋曾出现两场大风暴,破坏了大范围的冰场,使更多的太阳能进入海洋,加速了海冰的减退;而2007年的低值则是由于盛行风的原因。

  在刚刚从北极考察回国的赵进平看来,今年北极“冰情非常重,整个北冰洋的中央区域都被海冰覆盖”。

  专家推测,之所以如此,一方面与去年冬天积雪较厚有关,另一方面与今年尚未发生风暴有关。

  全世界的问题

  北极海冰范围的恢复,并没改变海冰消退的事实。

  “近两年,北极海冰范围有所增加,但这还是较短期的变化,从过去二三十年的尺度来看,北极海冰的面积还是在减少。”中国海洋大学教授史久新告诉记者。

  从数据中可以看到,每一次“历史最小”之后都有一些恢复,但恢复了之后是否还会达到新的“最小”。专家认为,其规律仍需进一步观察。

  如今,北极海冰消融对全球气候的影响大多仍是未知。“北极海冰对全球气候变化的影响很多都没有搞清楚,这也是为什么全世界都在投入大量精力去研究的原因,这方面的工作还是很有限。”赵进平说。

  原因被归结为“数据太少”。“现在,国际上正努力在北冰洋上投放大量仪器设备,全年获取北极数据,希望这些数据未来能够解决一些科学问题。”赵进平说。

  不过,目前各大机构在北极海冰测量方面的数据差异很大。

  “遥感是海冰测量的一种重要手段,不同机构的算法不同。比方说,遥感影像上一个像元里只覆盖了70%的冰,但可能被全部算作冰;而有些机构的标准是覆盖了更多的面积才会算作全部是冰。”中国科学院遥感与数字地球研究所研究员李震告诉记者。

  此外,李震表示,由于使用不同的遥感卫星,卫星传感器的不同也会导致不同机构在数据上存在差异,这就要求科研工作者在使用数据时标明来源和数据性质。

  中国的“当务之急”

  2007年、2010年、2011年夏季,北极海冰范围都偏低。与之“巧合”的是,2008年初我国南方出现历史罕见的低温雨雪冰冻灾害,2010年秋冬华北大部、黄淮及江淮北部出现大范围干旱,2012年初北方经历严寒。

  近年来,不少学者致力于研究北极海冰对我国气候的影响。有研究发现,北极涛动和厄尔尼诺不能解释过去持续异常的降雪和低温天气,北极海冰快速减少,也许是导致中国冬季极端降雪和严寒频发等气候变化的重要因素。

  但在科学家眼中,这些研究还远不够“透彻”。赵进平表示,欧美在这方面的研究已经很充分,但与欧美不同,对于中国而言,冷空气并不是直接从海上过来,通常要经过俄罗斯的山脉,这样特殊的环境因素为北极海冰对中国气候影响的研究带来了“干扰”。

  不仅如此,在全球关于北极海冰的卫星数据呈现多元化的时候,我国还缺乏高分辨率的数据。“如果我们在北冰洋能有卫星接收站,通过我们自己的气象卫星就可以接收到1.1公里分辨率的数据,现在我们用的都是回放数据,分辨率只有4公里。希望未来中国能够走出去,在北冰洋多建几个卫星接收站,用自己高清晰度的卫星数据监测海冰。”赵进平说。

  没有相应的科技战略,对北极科技重视程度不高,是导致相关科研发展状况不佳的重要原因。尽管我国开展北极研究已经15年,但至今尚未制定北极科技战略。“我国制定北极科技战略已经成为一件十分重要、必不可少、刻不容缓的事情。”赵进平说。

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