南極洲是一片極端之地：地球上最乾燥、風最大、最冷的地方。 覆蓋這片大陸的冰蓋平均厚度為 2 公里，覆蓋面積近 1,400 萬平方公里。 南極洲如此偏遠、如此孤立，以至於科學家在 2007 年還認為它可能不會受到全球暖化的影響。
同年，政府間氣候變遷專門委員會在第四次評估報告中得出結論，南極洲是唯一未偵測到人為溫度變化的大陸。 報告稱，與北極相比，最南端的冰層並沒有經歷令人震驚的大規模融化。 一些數據甚至顯示非洲大陸正在適度變冷。 ？ 俄亥俄州立大學的氣候科學家戴維·布羅姆維奇說，“變化不大。”
氣候變遷懷疑論者抓住這份報告來支持他們自己的結論。 但事實上，當時科學家對南極洲過去或未來的氣候了解不多。 長期的地面溫度記錄很少存在，而有的記錄只能追溯到 20 世紀 40 年代和 50 年代。 大多數收集這些數據的長期運作的研究站都位於沿海地區。 只有少數點綴在廣闊的內部。 布羅姆維奇說，這就像試圖透過測量美國海岸發生的情況來確定北達科他州正在發生的情況一樣。
然而，在過去六年中，研究人員找到了測量南極洲溫度並拼湊其複雜氣候歷史的巧妙方法。 這些努力表明，非洲大陸是地球上一些變暖最快的地方的所在地。 無論是自然原因還是人為原因，南極洲不斷變化的氣候清楚地表明，這片大陸並不像人們曾經想像的那麼孤立。
如果這些暖化趨勢持續下去，南極洲發生的事情將對世界其他地區產生重要影響。 南極冰蓋儲存著地球上約 70% 的淡水。 如果它完全融化並排入海洋，全球海平面將上升60多公尺？ 足以淹沒紐約市、倫敦、哥本哈根、曼谷、佛羅裡達州的全部地區、荷蘭的大部分地區、孟加拉和許多其他低窪的沿海和島嶼地區。
幸運的是，研究人員預計巨大的冰蓋不會很快消失。 但為了規劃未來，官員需要知道有多少冰會融化以及海平面上升的速度有多快。 當談到這些估計時，南極洲是最大的未知數。
南極洲和北極之間的地理差異有助於解釋為什麼在北方更容易發現氣候變遷的跡象。 北極自然比南極溫暖？ 例如，格陵蘭島的緯度比南極洲低？ 所以它不需要那麼多的加熱來解凍。 因此，北極氣溫上升已經造成了驚人的變化。 去年夏天，格陵蘭島 97% 的冰蓋經歷了一定程度的表面融化。
另一個差異是南極洲是被海洋包圍的陸地，而北極是被陸地包圍的海洋。 北極融化的冰大部分是海冰或凍結的海水。 當海冰融化時，海平面不會發生任何變化，因為冰已經在海洋中，它的融化不會改變海洋的體積。 然而，海冰消失確實會導致氣候進一步變暖。 隨著白色冰層變薄並露出下面較暗的海洋，北極吸收了更多的太陽輻射，導致氣候進一步變暖，最終導致更多的融化。
北極也更容易研究。 與前往南極洲的旅程相比，前往遙遠的北方旅行是毫不費力的。 人們生活在北極，因此科學家擁有更悠久的氣候觀測和測量歷史，包括來自居住在該地區數千年的本土文化的知識。
“南極科學往往落後北極科學至少十年，” 科羅拉多州博爾德國家大氣研究中心的氣候科學家大衛施奈德說。
升溫不均勻
南極洲面積幾乎是澳洲的兩倍，分為三個區域。 東南極洲佔大陸面積的三分之二，瀕臨印度洋和大西洋。 西雅圖華盛頓大學的地球化學家艾瑞克‧史泰格說，該地區的海拔高於南極洲其他地區，就像一座巨大的扁平山。 到目前為止，科學家還沒有發現這裡有太多暖化現象。 他說，東部高而陡峭的海岸線有助於阻擋來自北方的暖空氣。 環繞大陸的西風似乎也阻止了溫暖的滲透。
西南極洲與東部隔著橫貫南極山脈，毗鄰太平洋，大部分地區位於海平面以下。 在南極洲觀察到的暖化現象發生在這裡和多山的南極半島上，南極半島是大陸的最北端，從南極洲西部伸出，就像一條指向南美洲的尾巴。
該半島是南極洲可能出現暖化的最早線索之一。 2002 年，在 35 天多的時間裡，一塊覆蓋面積比羅德島州還大的浮冰崩解成無數冰山，從海岸上脫落。 根據衛星圖像追踪，拉森 B 冰架的破裂是南極洲三十年來最大的冰崩塌。 科學家將冰架的消亡歸咎於表面融化，冰架是漂浮在海洋上的冰蓋或冰川的延伸。 表面的水池可能會透過冰的裂縫過濾，引發更多的融化。 水的重量進一步使架子破裂。
科學家已經證實了半島其他地區暖化的數據，自 20 世紀 50 年代以來，一些地區的平均溫度上升了近 3 攝氏度。 儘管如此，許多研究人員仍認為該地區是異常值。 只需看一張地圖，斯泰格就說道：“很容易將東南極洲和西南極洲作為一件事連接起來，而將半島作為另一件事連接起來。”
但地圖會欺騙人。
2009 年，Steig 及其同事在自然自 1957 年以來，整個南極洲每十年變暖約 0.12 度，儘管整個大陸的變暖程度並不均勻。 團隊找到了一種統計方法來彌補長期記錄的不足。 自 1980 年代以來，衛星一直在監視南極，以遠端測量整個南極洲的溫度。
研究小組將這些數據與同一時期數十個氣象站收集的地面測量數據進行了比較，並找出了連接衛星和地面數據的數學關係。 研究人員回顧了 20 世紀 50 年代的地面數據，利用數學關係來推斷，如果當時有衛星聚焦於整個南極洲，衛星數據會是什麼樣子。
結果令人震驚：自 20 世紀 50 年代末以來，西南極洲與半島一起變暖，每十年變暖約 0.17 度。 其他依靠各種方法的研究也證實了這一點，儘管升溫的幅度因研究而異。
最近，布羅姆維奇、同樣來自俄亥俄州立大學的朱利安·尼古拉斯及其同事計算出西南極洲的氣溫上升幾乎是斯泰格團隊發現的三倍。 他們使用更直接的方法來評估趨勢，分析過去半個世紀在伯德站透過各種方法收集的溫度。 布羅姆維奇說，由於伯德站坐落在靠近冰蓋頂部的裸露平坦區域，因此它的天氣代表了南極洲西部的一大片地區。 研究團隊估計，從 1958 年到 2010 年，該地區平均每十年變暖 0.47 度，總共上升 2.4 度。 研究人員在 2 月發表的報告中稱，這使得西南極洲和南極半島都在爭奪地球上變暖最快的地方。自然地球科學。 同期全球平均每十年升溫僅 0.13 度。
南極洲西部的暖化趨勢在春季最為明顯，但冬季和夏季的氣溫也在上升。 布羅姆維奇說，夏季暖化至關重要，因為如果這種趨勢持續下去，氣溫可能會升至冰點以上？ 南極洲西部可能會開始融化。 “如果南極洲西部的融化量比今天多得多，這可能會成為冰蓋本身健康的一個重大問題，” 他說。
時間被凍結
僅憑 50 或 60 年的數據，科學家很難判斷當前的溫度趨勢是人類活動的結果還是自然氣候模式的結果。 “如果在幾十年的時間尺度上有任何變化（自然地），我們就會遇到問題，因為我們的記錄非常短，” 布羅姆維奇說。
為了澄清這一情況，極地研究人員找到了透過尋找南極洲冰層中的線索來回到過去的方法。 隨著時間的推移，雪層被壓實變成冰，冰蓋就會生長。 冰層和其中的氣泡的化學成分記錄了它們形成時的氣候資訊。 因此，科學家可以從冰蓋上鑽出長冰管來評估數千年來的溫度變化。
2008年，研究人員在南極半島東北端附近的詹姆斯羅斯島鑽出了一個冰芯。 364 公尺長的管道記錄了 5 萬年前的氣候歷史。 去年 9 月，英國南極調查局羅伯特·馬爾瓦尼 (Robert Mulvaney) 領導的研究人員在自然在 9,200 至 2,500 年前的穩定時期，氣溫與今天一樣溫暖。 然而，上個世紀氣溫上升的速度卻不尋常。 近100年來，島上平均氣溫飆升近1.6度； 在過去 50 年裡，這一速度增至每世紀 2.6 度。 這些是半島已知升溫最快的事件之一，在過去 2000 年該地區所有百年規模暖化事件中排名前 0.3%。 研究人員警告說，如果變暖繼續以這種速度進行，氣溫將超過 2500 年前結束的上一個溫暖時期。
在 5 月發表的一項相關研究中自然地球科學馬爾瓦尼的團隊考慮了暖化的影響。 它透過觀察融化層的厚度來評估夏季融化趨勢？ 融化並重新凍結的冰。 “目前南極半島的高度融化是至少過去1000年來前所未有的，” 研究負責人、坎培拉澳洲國立大學的內裡莉‧艾布拉姆 (Nerilie Abram) 說。 隨著氣溫上升，過去半世紀以來融化速度尤其加快。
科學家也在南極洲西部收集了冰芯。 與半島一樣，與過去 2000 年的正常氣溫相比，最近的氣溫異常溫暖。 但是，根據對詹姆斯·羅斯島核心的觀察，溫度尚未超過自然變化的上限，Steig 及其同事在 2017 年 5 月報告稱。自然地球科學。 例如，1830 年代和 1940 年代的氣溫高峰接近最近的氣溫上升。
對一些研究人員來說，南極洲的氣溫尚未超出自然變化的範圍，這意味著現在肯定地說那裡的變化是由人類驅動的還為時過早。 其他人則更有信心。 斯泰格說，由於全球各地的變化同時接近或超過正常變化，這強化了南極洲也受到人為氣候變遷影響的情況。 但這並不意味著人類活動是影響該地區氣候的唯一、甚至是最強的力量。 “這是[人類]影響的細節，以及它相對於其他事物的影響有多大？” 這確實是一個重要的問題，？ 他說。 釐清造成南極洲最近溫度變化的人為和自然力量現在是密切關注的焦點。
氣候惡魔詳細信息
在過去幾年中，研究人員已經確定了南極洲暖化的幾個驅動因素。 最令人驚訝的影響：熱帶地區。 透過統計分析和氣候模擬，斯泰格和同事將西南極洲氣溫上升與熱帶太平洋中部相對於附近海洋部分的異常溫暖聯繫起來。 當海面升溫時，暖空氣會上升，促進上方大氣的活動。 Steig 及其同事在 2011 年的報告中指出，大氣變化改變了環流，導致更多的熱量被輸送到南極洲西部附近的南太平洋。自然地球科學。
這意味著南極洲西部的命運取決於熱帶太平洋如何應對全球暖化。 不幸的是，海洋氣候的未來和南極洲一樣陰暗。 斯泰格指出，隨著全球氣溫持續攀升，熱帶中部太平洋相對於熱帶其他地區可能會也可能不會持續變暖。 到目前為止，氣候模擬已經預測了這兩種情況。 “熱帶地區未來變化的不確定性將轉化為全球變化的不確定性，” 斯泰格說。 但是，他補充道，“如果我必須打賭，我會說南極洲西部將會持續變暖。”
如果斯泰格是對的，南極半島的部分地區也將繼續變暖。 斯泰格和華盛頓大學的同事丁慶華五月在《報告》中指出，半島西側面向南太平洋，那裡的冬季、秋季和春季氣溫似乎也受到熱帶太平洋變化的控制。氣候雜誌。
然而，半島東側的夏季變暖「似乎是另一頭野獸」？ 斯泰格說。 英國南極調查局的氣候科學家加雷斯馬歇爾說，更強的西風似乎將半島上的暖空氣推向東側。 當空氣下沉時，它會加熱表面。 他說，這個過程可能是導致拉森 B 冰架災難性崩塌的原因。
夏季更強的西風是科學家明確與人類活動連結在一起的現象。 南極洲上空臭氧層的季節性消耗，以及較小程度上溫室氣體的流入，導致南極上空的大氣壓力相對於中緯度地區降低。 這增強了西風，並將其向南移向極地。 隨著全球對破壞臭氧層的氯氟烴的限制，科學家預計臭氧空洞將在 21 世紀恢復。 復甦可能會減弱風力並阻止半島變暖？ 除非溫室氣體排放量的增加能彌補臭氧層空洞的消失。 ？ 馬歇爾說，這對南極洲的未來至關重要。
這種不確定性延伸到了東南極洲，那裡的西風有著截然不同的影響。 在這裡，西風帶充當了暖空氣的屏障。 但在過去的十年中，馬歇爾和他的同事發現了東南極洲的氣溫和環繞大陸的風之間存在著意想不到的關係。 研究人員在 2 月的《2000 年南極東部地區氣候變遷報告》中指出，在 2000 年之前，南極洲東部上方的氣壓相對於中緯度地區較低，且西風帶增強，氣溫仍較低。氣候雜誌。在21世紀第一個十年的大部分時間裡，研究小組發現了相反的效果：儘管西風強勁，但東南極洲的夏季和秋季變暖。 馬歇爾懷疑某種類型的自然氣候變化是造成這種逆轉的原因。 對未來更好的預測將依賴於弄清楚這種氣候變遷的根源以及它如何與人類活動相互作用以改變該地區的溫度。 ？ 他說。
時間會證明一切
解開南極洲複雜氣候並預測其未來的唯一方法是隨著時間的推移收集更多觀測數據。 但極地研究人員並沒有等待考慮暖化的後果。 如果這種趨勢在西南極洲和南極半島繼續下去，該大陸可能會出現更多像拉森B 那樣的冰架破裂。 。 如果這些水壩潰決，非洲大陸內部的冰川就會湧入海洋，導致海平面上升。
冰架頂部的融化並不是唯一令人擔憂的問題。 科學家估計，過去幾十年來，南極洲周圍海洋的暖化速度是全球平均值的兩倍。 溫暖的水可以從下面融化冰架。 6 月，研究人員報告稱科學這確實正在發生：2003 年至 2008 年，南極洲冰架損失的一半以上是海洋暖化造成的。 基底融化不僅限於南極洲西部和南極半島； 它也發生在東南極洲。
隨著海平面上升，科學家擔心氣候變遷會幹擾海洋儲存二氧化碳的能力。 南極洲周圍的海洋吸收了大約 40% 的海洋？ 人為碳並將其中的大部分輸送到深海，這些元素可以在那裡停留幾個世紀。 今年早些時候，研究人員記錄到，在南大洋的某些地區，非洲大陸周圍更猛烈的風正以比以前更快的速度將深水帶到地表，引發了人們對封存碳釋放的擔憂。 施奈德指出，另一個擔憂是，更強的風也可能擾亂南極洋流，而洋流將熱量輸送到世界其他地區。
儘管研究的增加尚未提供南極洲的詳細氣候預測，但這項工作確實表明，這片偏遠的陸地並不像以前想像的那麼孤立。 它的命運與地球的每個角落息息相關。
