2020年尚未过半,但它似乎注定成为一个不寻常的年份。2020年上半年,当我们在与极端的病毒抗争的时候,地球同样正经历着极端的气候变化。刚刚过去的2020年5月,是有记录以来最炎热的5月(与2016年5月的高温纪录持平)。全球高温不断刷新纪录,森林火灾在南半球肆虐,南北极地区出现了出乎意料的转变。2020年的地球有许多“颜色”,但有些颜色或许并没有听起来的那么美丽。黑色的夏天:澳大利亚丛林大火。
2019年12月,澳大利亚东部的森林火灾烟尘的卫星图像。| 图片来源:European Space Agency时间倒回差不多整整一年前。2019年6月,澳大利亚昆士兰比往年更干旱,降雨更为稀少。昆士兰的丛林大火季也比以往提早了约2个月。当时已有地方机构发出警告,2019年的森林大火可能会更为猛烈。然而,火灾的发展还是出乎了所有人的预料。澳大利亚森林火灾时有发生,但这次山火季却比往年更为猛烈。
从2019年下半年开始,森林大火几乎影响到了澳大利亚全国,直到2019年年底至2020年年初,火灾到达了顶峰。截至2020年3月,这场森林大火烧毁了约18万平方千米的面积。森林大火还会产生一系列后续的反应,比如,森林大火本身会引起雷暴天气,从而增加雷电的风险,进而引起更大面积的火灾。此外,森林火灾还带来了严重的烟尘污染,导致堪培拉等地的空气质量一度下跌到全球“垫底”。
2020年1月的卫星图像还显示,烟尘已经对新西兰的空气质量产生了影响。烧焦的树木,浓重的烟尘,有人把澳大利亚的这个夏天称为“黑色的夏天”。绿色的南极:南极绿藻。今年年初,科学家在南极地区记录到了新的高温点——20.75℃(但该纪录有待进一步核验确认)。虽然一个数据点很难反映出气候变化的趋势,但不可否认的是,近年来南极确实在变热。温度等变化可能会带来更复杂的极地生态系统的转变。
今年5月,剑桥大学的科学家团队首次公布了南极半岛的绿藻分布图。南极的绿藻是一种雪生藻类,它们利用冰雪融水和动物的排泄物作为水源和养分存活,是南极冻原系统中的一种重要生产者。在这项研究中,科学家利用卫星遥感图像发现了1600多处绿藻暴发点。绿藻与温度的关系比想象中更为复杂,在南极半岛的部分地区,随着气温升高,南极绿藻的总量可能会持续增长。未来的南极可能会变得更“绿”。火红的北极:北极放大效应。
从1960年到2019年,全球各地区平均温度的变化。北极地区的升温比全球其他地方更快。| 图片来源:NASA-GISS北极热浪使西伯利亚的气温在夏季的开端飙升到了近38摄氏度。虽然北极的环境变化已经持续发展了约30年,但这仍然是一个惊人的纪录。早在19世纪90年代,科学家就预测,大气中二氧化碳含量的增加将导致地球变暖,特别是在北极地区,具有反射作用的雪和海冰的消失会加剧这一该地区的变暖。
气候模型指出,随着温室气体浓度的增加,“北极放大效应”会逐渐显现,北极变暖的速度大约是全球变暖速度的两倍。根据哥白尼地球观测计划,西伯利亚西部今年经历了有记录以来最炎热的春天,这种异常的高温预计不会很快结束。北极气候论坛预测,至少在8月间,北极大部分地区的气温将高于平均水平。为什么这股热浪一直徘徊?目前还没有人给出完整的答案。一般来说,热浪与不寻常的急流模式有关,西伯利亚热浪也不例外。
一股持续的急流向北摆动,将该地区置于气象学家所称的“脊”之下,当急流像这样向北摆动时,会让更暖的空气进入该地区,从而升高地表温度。我们确定的是,我们看到了热浪的显著影响,特别是让海冰的消失变得更早了。在卫星图像中,西伯利亚海岸附近的海冰看起来像“千疮百孔”瑞士奶酪。海冰损失也会进一步影响温度,形成一个反馈回路。地球的冰雪覆盖反射着太阳的能量,有助于保持地区的凉爽。
当这层反射的“盖子”消失后,颜色更暗的海洋和陆地会吸收热量,从而进一步提高地表温度。在西伯利亚海岸的一些地区,海面温度已经非常高,而温暖的海水将导致更多融化。在陆地上,一个很大的问题是变暖的永久冻土,也就是在北极地形之下一直冰冻的土壤。当房屋和桥梁下的永久冻土融化时,基础设施可能会下沉、倾斜甚至坍塌。融化的永久冻土同样造成了一个不太明显但更具破坏性的问题。
土壤融化时,土壤中的微生物开始将有机物质转化为二氧化碳和甲烷。这两种温室气体都会加剧地球的变暖。卫星图像显示,由于永久冻土融化,巨大的燃料罐坍塌,导致诺里尔斯克的油泄露流入周边河流。来源:Contains modified Copernicus Sentinel data 2020。
在去年发表的一项研究中,研究人员发现,从2007年到2016年的10年间,世界各地的永久冻土平均变暖了约0.3摄氏度,其中升温最快的是西伯利亚地区。目前的西伯利亚热浪如果持续下去,将在局部地区加剧永久冻土的变暖和融化。极端的温暖也增加了野火的风险。干燥的森林更容易发生火灾,当森林燃烧时,留下深色的裸露的土壤,吸收更多的热量,又会加速变暖。我们已经看到北极地区发生了几年极端的森林火灾。
一些科学家推测,去年的西伯利亚火灾可能在泥炭沼泽中持续燃烧了整个冬天,它们今年或许会卷土重来。北极正在发生的事情是真实存在的,这是令人不安的一种模式,高温的北极也是地球发出的一个“红色”警告。蓝色的高原:认识高原湖泊。在气候变化的同时,科学家也在努力了解并量化气候因素的影响。
6月29日,中国科学院青藏高原研究所发布了一项最新研究表明,根据科学估算,青藏高原湖泊蒸发总量为每年约517亿吨,这相当于3500多个西湖的水量。青藏高原也被称为“亚洲水塔”,这里湖泊密布,保存着重要的淡水资源。事实上,青藏高原的湖泊面积占到了中国湖泊总面积的一半以上。这样准确的估算结果为湖泊与气候的相互作用,以及水资源储量提供了可靠的数据参考。
研究人员表示,未来高海拔湖泊蒸发量的变化数据尚不清楚,但研究中的估算方法或许可以拓展到世界其他地区的湖泊,从而更好地理解未来全球水平衡和气候变化的影响。