要探讨这个问题,首先我们要说说什么是北极放大效应? 它对该地区和世界产生了什么影响? 南极洲也在经历同样的事情吗?
人类文明和农业最早出现于大约12000年前的全新世(地质学的世纪划分)早期。在此期间,我们的祖先得益于非常稳定的气候,大气中的二氧化碳含量一直保持在百万分之280左右,直到19世纪工业革命开始。
在19世纪之前,大气层顶部的能量(辐射)支出和收入之间的平衡(温室效应)维持了全球平均温度好几个世纪。只有太阳输出量的微小变化和偶尔的火山爆发才会导致相对的变暖和变冷。例如,小冰期是1300年到1870年之间的一个较凉爽的时期。
如今,二氧化碳含量已接近百万分之420ppm,由于化石燃料的燃烧、工业过程、热带森林的破坏、垃圾填埋和农业生产,所有温室的二氧化碳气体都在迅速增加。自1900年以来,全球平均气温上升了1℃多一点。这个数字看起来很小,但北极地区在这段时间里变暖了大约2℃,是前者的两倍。
两极和热带之间的这种变暖差异被称为极地放大效应。当地球的净辐射平衡发生任何变化时,它就会发生,而这导致两极附近的温度变化大于全球平均水平。它通常用极地变暖与热带变暖的比率来衡量。
正在融化的冰
气候变化和相关的全球变暖是如何驱动北极放大的呢? 这种放大主要是由冰融化引起的——北极冰融化的速度每十年增加13%。
与陆地或海洋表面相比,冰的反射能力更强,吸收阳光的能力更弱。当冰融化时,它通常会暴露出陆地或海洋较暗的区域,这导致了更多的阳光吸收和相关的变暖。
北极的极地放大效应比南极洲强得多。这种差异是因为北极是一个被海冰覆盖的海洋,而南极洲是一个被永久冰雪覆盖的高架大陆。
事实上,南极大陆在过去的70年里并没有变暖,尽管大气中温室气体的浓度持续增加。例外的是南极半岛,它向北延伸至南大洋,在20世纪下半叶,它变暖的速度比南半球任何其他陆地环境都要快。卫星数据还显示,2002年至2020年间,南极洲平均每年损失1490亿公吨冰,部分原因是南极洲周围的海洋正在变暖。
北极变暖的影响
北极放大效应最显著的影响之一是北半球西东洋流的减弱。由于北极变暖的速度快于热带地区,这导致了较弱的大气压力梯度,从而导致了较低的风速。
在北半球中高纬度地区,北极放大、缓慢(或蜿蜒)的急流、阻塞高气压和极端天气事件之间的联系是有争议的。一种观点认为,这种联系是强有力的,是最近夏季热浪和冬季寒潮背后的主要驱动因素。但最近的研究质疑这些联系在中纬度地区的有效性。
北极的变暖速度比地球上其他地方要快得多,而地球的全球变暖有30%到50%是由反射性冰的损失造成的。这种冰的迅速流失影响了极地急流,这是高层大气中空气的汇集路径,它驱动着北半球的天气模式。减弱的急流弯曲并使极地涡旋进一步向南,导致北美、欧洲和亚洲出现极端天气事件。
那么澳大利亚和澳州/新西兰的气候未来前景如何呢? 全球气候模型显示,在气候变化的影响下,北极的地表变暖程度要比南极更严重。尽管温室气体的增长,南极大陆70多年来一直保持稳定。但是,随着热带地区持续变暖和扩张,我们可以预计热带和南极洲之间的压力梯度将会增加,这将导致绕极地的西风增加。
最近南半球西风带的加剧和偏向极地的位置,˙这与大陆干旱和野火有关,包括澳大利亚的野火。我们还可以预计,不断增强的西风将影响南大洋的合流,这可能会降低南大洋吸收二氧化碳的能力,并加剧由海洋承载驱动的南极西部冰盖边缘的冰架的融化。这些变化反过来又对全球海洋环流和海平面上升产生深远影响。