2003年，美國國家科學基金會組織了一次學術休假。正是這次聚會，讓25名科學家對北極的情況有了新的認識。
在此之前，盡管參與活動的科學家均從事著與北極相關的研究工作，但他們大多局限于自己單一的課題。然而，當科學家們開始分享自己的觀點時，他們意識到一個可怕的事實：每個人獨自發(fā)現(xiàn)的有關北極的變化竟然是相互關聯(lián)的，甚至能夠完美的結(jié)合在一起！整個北極正朝著一個不穩(wěn)定的新狀態(tài)傾斜，并且這種態(tài)勢幾乎無可挽回。
之后，這些科學家聯(lián)合發(fā)表了一篇文章，提出了一個令人震驚但又充滿爭議的結(jié)論——以目前的變化速度，100年之內(nèi)，人們就有可能見證一個無冰的夏季北冰洋，而這是數(shù)千年來從未出現(xiàn)過的景象。
更加令人膽戰(zhàn)心驚的是，如今看來，北冰洋可能在2040年左右就會出現(xiàn)夏季無冰的情況，這比此前科學家們預測的足足提前了60年。
2018年年末，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）發(fā)布的《2018年北極年度報告》披露了兩項令人擔憂的趨勢：過去五年是北極有記錄以來最熱的五年，并且該地區(qū)的變暖速度是全球平均速度的兩倍之多。
北極正朝著科學家們預測的方向發(fā)生變化，其變化速度甚至比最大膽的預測還要快。短短三年間，許多數(shù)十年來一直得以保持的記錄被一一打破：夏季海冰消失、冬季海冰減少、氣溫上升、地面消融……
嚴峻的現(xiàn)實
由于北極地區(qū)對氣候變化格外敏感，因而全世界的科學家花費了大量時間和精力來觀察北極。
在他們看來，北極在整個地球氣候系統(tǒng)中就如同“礦坑里的金絲雀”——起到預兆危險的作用。在過去幾年里，北極一系列記錄的相繼被打破，毫無疑問證明了幾十年來令人不安的氣候預測是正確的。但是，這些數(shù)據(jù)也反映出一個更為嚴峻的問題：人們對于北極未來變化的預測可能過于保守。
僅僅40年，夏季北冰洋的海冰覆蓋面積就銳減了一半左右，全年海冰總量也在不斷下降。直到最近，科學家還認為這些情況到本世紀中葉才會發(fā)生。
惡性循環(huán)往往會放大極小的變化。比如，一點兒多余的熱量融化了潔白的海冰，讓更多深色的海面暴露出來，從而減少了反射回天空的太陽能量。那些被吸收掉的熱量使該區(qū)域變得更加溫暖，進而融化更多的海冰。
冬季的情況同樣也不樂觀。例如，漂浮在北冰洋上的海冰如同一塊塊絕緣板，能夠阻擋冰面下的熱量和水分“逃逸”到大氣中；然而當海冰消融后，更多的熱量和水分會使溫度升高，反過來又阻止了海冰的形成。通常而言，計算機模擬會低估海冰消失的速度，進而對未來全球變暖做出較為保守的預測。
消逝的“永久冰”
事實上，不斷消失的海冰并非是讓全球氣候?qū)W家夜不能寐的唯一原因。在北極，其他兩種在過去被稱為“永久冰”的冰體，儲量也在急劇下降。
其中一種便是常年保持冰凍狀態(tài)的土壤——永久凍土。由于凍土的消融，建在永凍層上的建筑開始坍塌，樹木逐漸傾斜，道路變得彎曲。除了對當?shù)鼐用竦恼Ｉ钤斐捎绊懲猓鈨龅耐寥肋�向大氣釋放大量的儲熱氣體。當封存在永凍層數(shù)千年之久的有機物融化時，細菌會將其分解為二氧化碳（有氧情況下）或甲烷（無氧情況下）。北極永凍層的含碳量是地球大氣含碳量的兩倍，因此永凍層一旦解凍，將會大大加劇全球變暖。由于計算機并沒有充分考慮到凍土消融帶來的影響，因而再次導致對全球變暖程度的嚴重低估。
另一種正在消融的永久性冰體是陸地上的凍結(jié)水，包括冰川和格陵蘭島厚度超過1英里的巨型冰蓋。與海冰消融不同的是，這部分冰體融化形成的徑流會直接匯入海洋導致海平面上升，因而會在世界范圍內(nèi)造成非�？膳碌暮蠊�。
科學家們往往通過用衛(wèi)星測量陸地冰體對地球的引力來估算其本身的質(zhì)量。測量結(jié)果顯示，2016年夏季格陵蘭島的冰蓋總質(zhì)量是2002年采用衛(wèi)星測量以來的最小值，甚至比上世紀50年代后期以來的任何測量值都小（當時是通過其他方式估算冰體質(zhì)量的）。近期的一項調(diào)查研究顯示，與海冰減少有關的變暖效應加速了格陵蘭島表面冰蓋的融化。
濕熱的空氣
海冰減少和北極加速變暖還會引發(fā)更加深遠的影響。比如，它們的聯(lián)合效應能夠改變高空風，從而將南部額外的熱量和水分輸送至北極。
記錄在案的2012年格陵蘭島表面冰蓋融化就是由大氣中一個異常且持續(xù)的高壓脊引發(fā)的，也就是所謂的“阻塞高壓”。它不僅攜帶著來自南部的熱量和水分，同時也帶來了北半球山火爆發(fā)產(chǎn)生的煙塵。這些煙塵附著在冰雪表面，使其變黑變暗，降低冰面的反射率，從而導致其吸收更多的熱量，加速融化，由此形成惡性循環(huán)。
近幾十年來，尤其在夏季，格陵蘭島附近的阻塞高壓發(fā)生得愈發(fā)頻繁，這極有可能是導致冰體融化量上升的原因之一。2016年夏季的冰量損失位列有記錄以來的第三位，僅次于2010年和2012年。氣候?qū)W家的最新研究顯示，阻塞高壓的頻繁發(fā)生極有可能與全球變暖相關，但由于計算機模擬很難生成和分解這些阻塞模式，因此很難說這種模式在未來會產(chǎn)生何種影響。
另外一些發(fā)生在北極的現(xiàn)象同樣顯得十分怪異。在過去的兩個冬季，北極附近的熱浪接二連三地打破記錄，而海冰的減少和變薄難辭其咎——阻擋熱量進入大氣的屏障減少了。噴流的南北擺動也為遙遠的北緯地區(qū)帶來熱量和水分，而科學家和北極附近的居民通常會低估多余水分可能帶來的強烈影響：首先，水蒸氣是一種溫室氣體，在北極干燥的冬季大氣中，少量水分便能吸收很多熱量；其次，水分凝結(jié)成云后會釋放潛熱，進一步加熱空氣；最后，云層會將更多的熱量困在下方，這也是導致北極融化的一個原因所在。
陷入困境
盡管人們還要學習更多的東西，但很明顯的是，北極正在發(fā)生人類歷史上最為劇烈的變化。鑒于這一嚴峻的現(xiàn)實，大氣學家正試圖確定北極發(fā)生的變化將對全球人類和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生怎樣的影響，以便為未來應對做好準備。
對于北極變化產(chǎn)生的全球性影響，一個典型例子就是沿海洪災。一份來自于憂思科學家聯(lián)盟的報告顯示，未來20年，美國約有170個沿海社區(qū)將遭受長期洪災。如果各國依舊保持過去的二氧化碳排放量，那么到本世紀末，世界范圍內(nèi)大多數(shù)沿海城市都將面臨經(jīng)常性的、破壞性極強的洪水侵襲。
迅速變暖的北極還有可能會顯著改變陸地和海洋棲息地。隨著海冰的消退，浮游生物已經(jīng)在新的季節(jié)出現(xiàn)在新的區(qū)域，吸引來自低緯度的魚類進入北冰洋，導致本地魚類的滅絕。高緯度地區(qū)春季融雪的提前導致凍土更早復蘇，昆蟲更早孵化，候鳥則可能因為過晚到達北極食物點而錯過享用大餐。
北極的居民同樣也感受到了影響：融化的冰體讓他們無法進入傳統(tǒng)的狩獵區(qū)域，并且不得不遷出那些曾經(jīng)安全如今卻受到海浪侵襲的居住地。與此同時，各個國家和大型企業(yè)紛紛涌入北極，尋找可供開發(fā)的自然資源，緊張的局勢進一步升級。
這些影響是否可以避免？答案視情況而定。由于大氣的反應滯后于溫室氣體濃度的增加，而且二氧化碳在大氣中存在的時間很長，因此未來會發(fā)生變化是肯定的。但假如社會快速減少溫室氣體排放并且開發(fā)出能從大氣中提取二氧化碳的方法，未來變化的程度及速度是可以被降低的。
舊的北極也許是冷酷的，但它至少是穩(wěn)定的。新的北極正以不可逆轉(zhuǎn)的方式發(fā)生變化，并對全球的生命體產(chǎn)生連鎖反應。■
《科學新聞》 (科學新聞2019年6月刊 綠色)