地球上的水以多種物理形態而存在,有一部分水以氣態的形式存在於大氣當中,稱為「大氣水」;有一部分水以液態的形式存在於地球表面,稱為「液態水」,包括地表水和地下水兩部分,其中海洋水是液態水的主體,也是全球水體的主體;還有一部分水以固態的形式存在於地表,稱為「冰川水」,主要包括山嶽冰川和極地冰川兩大類,其中位於南北兩極高緯度地區的極地冰川是主要的組成部分,包括南極冰蓋、格陵蘭冰蓋和北極冰蓋(也稱為北冰洋冰蓋)等組成部分。
七月「北極冰蓋」創同期最小面積
地球的南北兩極地區,是全球平均氣溫最低的區域,南極點附近是陸地,也就是南極大陸,大陸上覆蓋了厚厚的冰川,平均厚度在2000至2500米之間,這裡覆蓋了全球數量最為龐大的冰川,約佔地表冰川總量的90%。而北極點附近地區是廣闊的北冰洋,所以「北極冰蓋」實際上就是覆蓋在北冰洋洋面上的浮冰,不過通常面積也十分巨大,有時候覆蓋面積也會超過1000萬平方千米。地球上的水體在不斷的運動之中,我們稱為「水循環」,同樣道理全球的冰川也在不停的變化之中。
北冰洋冰蓋
在地質時期,在大尺度時間上,由於冰期和間冰期的存在,覆蓋全球的冰川面積會大範圍的擴展和消融,當然冰期和間冰期的時間尺度都是幾千萬年甚至上億年的時間。在一年之中,隨著春夏秋冬的變化,南北極地區的冰川也會發生面積變化,通常冬季氣溫較低冰蓋覆蓋範圍大,而夏季氣溫較高,冰川融化較多,冰蓋面積較小。自從進入工業革命以來,由於全球變暖,導致全球平均氣溫波動上升,全球冰川面積呈波動減小的趨勢。
北極航道示意圖
有時候由於極端天氣現象的發生,這種變化顯得更為明顯,今年入夏以來,北冰洋沿岸地區氣候持續高溫,加速了「北極冰蓋」的融化。在2020年7月末,通過衛星測得北冰洋海域覆蓋的冰川面積約為728萬平方千米,是自1979年開始衛星監測以來同期的最小面積。這一數值比2019年剛創下的最小面積還小31萬平方千米,比1981至2010年當月平均值低219萬平方千米。當然,北極地區的夏季還沒有過去,在8月份估計冰蓋面積還會縮小。
2020年7月北冰洋冰蓋分布情況
通過觀測,我們發現「北極冰蓋」的面積並不是四周同步減少,也就是說不同方位的海域氣溫狀況是不同的,比如北冰洋楚科奇海和白令海海域的海冰覆蓋情況是相對正常的。而亞洲的西伯利亞地區由於在今年5月至6月期間持續高溫,直接影響了沿岸北冰洋冰蓋的融化。在任何一年中北極海冰面積的變化,會受到氣溫、水溫和區域天氣變化等因素的影響,它們都會促進或抑制北極不同地區的冰川融化。從今年7月28日的北極地區衛星圖片來看,在北冰洋海域上空存在著一個巨大的氣旋(低壓系統),或者可以稱為「北極風暴」,這個夏季風暴的演化將會決定今年9月份北極冰蓋面積的大小(9月通常是一年中北極冰蓋面積最小的月份)。
北冰洋冰蓋面積年內變化示意圖
在2012年,北冰洋地區也存在著一個「北極風暴」,科學家認為這個氣旋是導致2012年9月13日,北冰洋海冰面積達到有記錄以來最低值的主要因素。北極風暴的影響是十分複雜的,一方面可以通過從低緯度地區輸入熱量和水分來增加冰川融化,另一方面還可以分解海冰,使其更容易被風、海浪和溫暖的海水侵蝕。目前來看,今年的「北極風暴」和2012年的風暴十分相似,那麼今年9月北冰洋海域的冰蓋覆蓋範圍會不會創新低呢?讓我們拭目以待。
7月28日北冰洋海域衛星地圖