北极海冰融化速度始料不及

2010-8-19 00:53 来源: 新华网
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髯海豹 北冰洋

这是8月18日拍摄的北纬87度的北冰洋极昼景象。当日,中国第四次北极科学考察队在北纬87度、西经171度的北冰洋海冰上进行多学科综合考察。

这是8月18日拍摄的北纬87度的北冰洋极昼景象。当日,中国第四次北极科学考察队在北纬87度、西经171度的北冰洋海冰上进行多学科综合考察。

  在北纬87度附近的北冰洋一块大面积海冰上,中国第四次北极科学考察队已连续进行了10天“长期冰站”科学考察。虽然停泊在海冰中的“雪龙”号看上去纹丝不动,但考察队员布设的各种仪器和设备却捕捉到了海冰变化的“蛛丝马迹”。

  在“雪龙”号左边的平坦冰面上,考察队中的冰面大气组、海冰结构组、海冰融化组、海冰热学组、海冰光学组等都架起了各种仪器设备,其中既有对海冰的厚度、温度、盐度、冰晶结构体、冰芯物理、导热系数等“身体指标”的检查和观测,也有对冰上融池的几何变化、冰温、水温、冰间水道等的观测。

  观测发现,海冰表面和水下部分都出现融化的现象,融化速度约为每天1厘米。这个速度虽不至于危及“长期冰站”的安全,却也让人吃惊。因为冰下海水寒冷得接近冰点,海冰的融化速度令人始料不及。按照这个速度,这块1.7米厚的海冰在冬季到来之前还会减薄半米以上。

  大大小小、造型各异的冰上融池是北冰洋夏季的重要自然现象,也是研究北极海冰变化机理的一个重要组成部分。根据以往研究,在北冰洋的夏季,冰上融池应不断加深,最后形成通透的融池。

  海冰光学与热学组通过对冰上融池反复观测发现,有几个融池的深度确实在加深,加深的速度平均为每天0.4厘米。但令人费解的是,有些融池在变浅,最多的变浅了3厘米。

  “如果不是自己亲手测量,简直不敢相信这个结果,因为夏季融池底部是不可能发生冻结的。融池变浅的原因可能是因为融池下面的海冰变得稀疏,导致融池里面的部分水渗入冰下。显然,海冰的变化不仅在表面,还发生在内部。”中国海洋大学的赵进平教授说。

  北冰洋是全球气候系统运转的巨大冷源之一,对全球大气和海洋环流有重要和长期的影响。其中,海冰是北冰洋最活跃易变的成分,是最重要的影响因素之一,海冰的变化具有明显的气候效应。

  据赵进平介绍,这是因为海冰是热的不良导体,是大气和海洋热交换的“屏障”。冰面和水面的海气交换量差别非常大。冬季,穿透厚冰进入大气的海洋热量只有2至3瓦/平方米,而开阔海面提供的热量可达到300瓦/平方米以上,海冰变薄和消退直接影响海洋对大气的“热贡献”。

  由于冰雪面和水面的反照率不同,夏季海冰面积的大小还直接影响海洋吸收的太阳能。冰雪表面的反照率高达80%至90%,而海水反照率只有5%至9%。冰雪将大量太阳辐射能反射回太空,而海水将太阳能的绝大部分吸收,用于融化海冰和加热大气。

  “这类似在夏天穿白色衬衫比穿黑色衬衫更能使人们觉得凉爽。可以想象,如果北极海冰快速融化,这么多能量进入北冰洋,势必对北极气候产生显著影响。”赵进平说。

  目前,北极海冰快速融化已成为一个不争的事实。研究其中的机理,是我国第四次北极科考的两大科学目标之一。在北冰洋海冰上建立“长期冰站”进行海洋、大气、海冰的联合作业考察,也是我国历次北极科学考察的主要任务之一。