气候变化的“变数”:大气阻挡能否逆转冰川融化趋势?
大气阻塞减缓了格陵兰岛最大冰舌因海洋作用而融化的过程
格陵兰岛的冰川融化是全球气候变化的重要指标之一,格陵兰岛的冰川融化对全球海平面上升有着直接的影响。格陵兰岛东北部是北纬 79° 冰川的所在地,这是格陵兰岛最大的浮动冰川舌,但也是受到全球变暖严重威胁的冰川舌。
阿尔弗雷德·韦格纳研究所的专家现在已经确定,尽管过去几十年来该地区的海洋一直在稳步变暖,但流入冰川洞穴的水温从 2018 年到 2021 年有所下降。这可能是由于大气环流模式暂时改变造成的,来自大西洋的暖水正在从下方融化它。
参考文献:Rebecca Adam McPherson, Claudia Wekerle, Torsten Kanzow, Monica Ionita, Finn Ole Heukamp, Ole Zeising, Angelika Humbert. Atmospheric blocking slows ocean-driven melting of Greenland’s largest glacier tongue. Science, 2024; 385 (6715): 1360 DOI: 10.1126/science.ado5008
一、大气阻塞现象是如何形成的?哪些因素会影响其持续时间和强度?
大气阻塞现象是指中高纬度地区准静止和持续时间长的高压系统。这种现象会导致天气模式的改变,可能引发极端天气如热浪、干旱或洪水。
大气阻塞现象是如何形成的?大气阻塞通常由高压系统形成,这些高压系统在中高纬度地区长时间停留,阻碍了西风气流和天气系统的东移。北极增暖可以通过改变西风的水平结构和强度,影响位势涡度的经向梯度,从而影响中高纬度阻塞的维持。根据非线性多尺度相互作用(NMI)模型,大气阻塞的发生、增长、维持和衰减主要是由已有上游天气尺度涡旋的时空演变产生的。
哪些因素会影响其持续时间和强度?当北极海冰减少时,位势涡度经向梯度较小,有利于阻塞的产生和维持。阻塞寿命主要由经向背景位涡梯度(PVy)决定,它有利于弱能量色散和强非线性来维持阻塞。涡旋变形是阻塞形成的伴随现象,但不是阻塞形成的原因。阻塞的纬向运动与背景西风、PVy和阻塞幅度有关。
二、除了格陵兰岛,大气阻塞现象是否也会影响其他地区的冰川融化?
大气阻塞现象不仅影响格陵兰岛的冰川融化,还会对其他地区的冰川产生显著影响。以下是一些例子:
青藏高原是全球除南北极外冰川面积最大的地区。研究表明,西风环流和季风系统是影响青藏高原冰川变化的主要大气环流系统。在西风环流背景下,云量减少和大风会加速冰川的升华和融化。
喜马拉雅山脉的冰川也受到大气阻塞的影响。研究发现,南亚夏季风的发展会增加云量,虽然云层遮挡了太阳能量,但其“保温层”作用最终促使冰川加快消融。
阿尔卑斯山脉的冰川同样受到大气阻塞的影响。大气阻塞现象会导致该地区的高温天气和干旱,从而加速冰川的融化。
在南美洲的安第斯山脉,大气阻塞现象也会影响冰川的融化。研究显示,大气污染物如黑碳气溶胶沉降到冰川表面,会降低反照率,进而促进冰川的消融。
总之,大气阻塞现象对全球多个地区的冰川融化都有显著影响。这一现象不仅加速了冰川的退缩,还对当地的生态系统和水资源供应产生了深远的影响。
三、这一研究结果如何影响我们对气候变化的理解?
这一研究结果确实揭示了气候变化的复杂性,并对我们现有的理解提出了新的挑战。
气候变化不仅仅是温度上升的问题。大气阻塞现象表明,气候系统中存在多种因素的交互作用,包括大气环流、海洋温度、冰川融化等。这些因素相互影响,形成复杂的反馈机制。不同地区的气候变化表现出显著的差异。例如,大气阻塞对格陵兰冰川的影响与对青藏高原或阿尔卑斯山脉的影响可能不同。这意味着我们需要针对不同地区采取不同的应对措施。
这一研究结果提示我们需要改进现有的气候模型,以更好地模拟和预测大气阻塞现象及其对冰川和全球气候的影响。更精确的模型可以帮助我们更好地理解和应对气候变化。气候变化的复杂性意味着政策制定需要考虑更多的因素。例如,减缓冰川融化不仅需要减少温室气体排放,还需要考虑大气阻塞等现象的影响。
未来的研究需要整合气象学、海洋学、冰川学等多个学科的知识,以全面理解气候变化的复杂性。持续的观测和数据积累对于理解大气阻塞现象及其长期影响至关重要。这些数据可以帮助我们更好地预测未来的气候变化趋势。
四、思考
大气阻挡的形成受到哪些大气环流系统的控制?不同类型的大气阻挡(如阻塞高压、冷空气团)对冰川融化的影响有何差异?大气阻挡事件在格陵兰岛周边海域的时空分布规律如何?是否存在周期性或趋势性变化?大气阻挡与北极涛动、厄尔尼诺现象等大尺度气候现象是否存在耦合关系?这种耦合关系如何影响冰川融化?
冰川融水进入海洋后,是否会改变海洋盐度和温度分布,从而影响大气环流,进而反馈到大气阻挡的发生?冰盖表面反照率的变化会影响地表能量平衡,进而影响大气环流。冰川融化导致的冰盖表面反照率降低,是否会增强或减弱大气阻挡?
大气阻挡导致的海洋温度和盐度变化,会如何影响海洋初级生产力?大气阻挡是否会改变海洋生物的分布格局?大气阻挡是否会影响海洋酸化进程?
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