气候解释:为什么北极变暖比世界其他地区更快?

什么是北极放大? 我们知道是什么导致了这种现象吗? 它在该地区和世界上有什么影响? 南极正在经历同样的事情吗?

本文作为 ISC 新系列的一部分共享, 变换21,这将探讨知识和行动的状态,距离《巴黎协定》已有五年,也是可持续发展行动的关键一年。 本文首发于 谈话 在1 2021月。

人类文明和农业最早出现在大约 12,000 年前的早期 全新世. 在此期间,我们的祖先受益于非常稳定的气候 大气中的二氧化碳水平 在 280 年代工业革命开始之前,它一直保持在 1800ppm 附近。

在 1800 年代之前,大气顶部的传入和传出能量(辐射)之间的平衡(温室效应) 保持了多个世纪的全球平均温度。 只有微小的变化 太阳能输出 和偶尔 火山喷发 造成了相对升温和降温的时期。 例如, 小冰河时代 1300 年到 1870 年之间是一个凉爽的时期。

今天的二氧化碳水平是 接近 420ppm 和所有 温室气体正在迅速增加 由于化石燃料的燃烧、工业过程、热带森林破坏、垃圾填埋场和农业。 自 1 年以来,全球平均气温上升了 1900℃多一点。

这个数字看起来很小,但 北极地区 这段时间升温了大约 2℃——快了两倍。

两极和热带之间的这种变暖差异被称为北极(或极地) 放大.

一张地图,显示世界上哪些地区比其他地区变暖得更快。
北极地区的变暖速度比全球其他地区快。 伯克利地球, CC BY-ND

每当有任何变化时都会发生 净辐射平衡 地球,这会导致两极附近的温度变化大于全球平均水平。 它通常以极地变暖与热带变暖的比率来衡量。

冰川融化

那么气候变化和相关的全球变暖如何推动北极地区的扩大? 这种放大主要是由融化的冰引起的——这个过程是 在北极地区增加 以每十年 13% 的速度递增。

与陆地或海洋表面相比,冰对阳光的反射性更强,吸收性更强。 当冰融化时,通常会露出陆地或海洋的较暗区域,这会导致阳光吸收增加和相关变暖。

极性放大很多 在北极更强 比在南极洲。 这种差异是因为北极是一个被海冰覆盖的海洋,而南极洲是一个被更永久的冰雪覆盖的高架大陆。

事实上,在 南极大陆没有变暖 在过去七年中,尽管大气中的温室气体浓度稳步上升。

南极半岛是个例外,它向北突出到南大洋,并且一直处于 变暖更快 比 20 世纪下半叶南半球的任何其他陆地环境都要多。

卫星数据还显示,2002 年至 2020 年间,南极洲 平均损失了 149 亿公吨冰 每年,部分原因是大陆周围的海洋正在变暖。

北极变暖的影响

北极放大最显着的影响之一是 西向东急流减弱 在北半球。 由于北极以比热带更快的速度变暖,这导致大气较弱 压力梯度 从而降低风速。

北极放大、减缓(或蜿蜒)急流之间的联系, 阻挡高点 北半球中高纬度地区的极端天气事件是有争议的。 一种观点认为 链接很强 以及最近严重的背后的主要驱动因素 夏天热浪冬天的寒潮。 还有一点 最近的研究 质疑这些链接在中纬度地区的有效性。

在这里,我们着眼于支持北极变暖与减缓急流之间关系的大量证据。


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北极的变暖速度比地球其他地方快得多,反射冰的损失占地球全球变暖的 30-50%。 冰的快速流失会影响极地急流,这是上层大气中空气的集中通道,它驱动着整个北半球的天气模式。

减弱的急流蜿蜒曲折,使极地涡旋进一步向南,导致 极端天气事件 在北美、欧洲和亚洲。

极地涡旋示意图
NOAA, CC BY-ND

那么澳大利亚和 Aotearoa/新西兰的未来前景如何? 全球气候模型预测美国地表变暖加剧 北极比南极 气候变化之下。 鉴于尽管温室气体增加,南极大陆上空的温度在 70 多年来一直保持稳定,我们可能预计我们地区的变化不大——只是由于其他气候驱动因素导致的正常气候变化,例如 厄尔尼诺 - 南方涛动是, 南方环形模式,并 印度洋偶极子.

但随着热带地区的继续 温暖和膨胀,我们可以预期热带和南极洲之间的压力梯度会增加,这将导致增加 环极西风.

南半球最近的强度增强和更靠近极地的位置 西风 与大陆干旱和野火有关,包括澳大利亚的干旱和野火。 我们还可以预期,西风的加强会影响南大洋的混合,这可能会降低其吸收二氧化碳的能力,并促进海洋驱动的南极西部冰盖边缘冰架融化。

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。


史蒂夫·特顿 是环境地理学的兼职教授 澳大利亚大学.

标题图片:Shutterstock/Michal Balada 通过对话。

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