巨大的海冰断裂并解体

一块比纽约市大三倍的海冰已经从南极洲撕裂并以惊人的方式断裂。

在地球上变暖最快的地区之一，这片1000平方英里（约合2590平方公里）的浮冰在11年里一直牢牢地固定在南极半岛的海岸线上。

然而，在短短几天内，从半岛山脉吹来的温暖的狂风给了它致命一击。在1月16日至21日之间，海冰断裂并从一个被称为拉森B海湾（Larsen B Embayment）的海岸凹陷处脱离，并带走了费城大小的、更坚固的斯卡尔湾冰架（Scar Inlet Ice Shelf）的一块。

您可以在这张2022年1月16日至31日之间的卫星图像动画中看到事件的发生、断裂过程及其后果。

“这次断裂是拉森B海湾在过去20年里一系列显著事件中的最新一次，”据NASA报道。这些事件包括2002年一块更大、更厚的、从陆地表面延伸出来的浮冰的碎裂和坍塌。这块被称为拉森B冰架（Larsen B Ice Shelf）的冰架，部分厚度超过半英里（约合0.8公里）。

科学家们以前从未见过如此巨大而坚固的冰架如此迅速地解体。因此，近20年前的这一事件引起了全球媒体的关注，《卫报》（The Guardian）宣称：“南极发出5000亿吨的警告，预示着全球变暖的影响。”

在拉森B冰架解体之前，它对流入海湾的冰川施加了向后的压力。随着冰架断裂释放了这种向后的压力，研究人员测量到，冰川中心线速度增加了两到六倍。

由于这种加速，它们开始向海洋倾倒更多的冰，从而导致全球海平面上升。其中一条冰川的冰块损失非常显著，其表面在短短六个月内下降了惊人的125英尺（约合38米）。

陆地固定海冰的形成

拉森B冰架解体后，冬季在海湾内开始形成一层较薄的海冰。到了夏天，气温升高会导致它融化。但到了2011年，海冰常年存在，并坚守了十多年。

研究表明，这种陆地固定海冰，就像它之前的更坚固的冰盖一样，设法减缓了冰川流入大海的速度——尽管效果不如之前。随着海冰的消失，“拉森B海湾所有冰川的后向压力都将减小，并且很快将出现更多的内陆冰损失，”NASA冰川专家Christopher Shuman说。

考虑到南极半岛长期的变暖趋势，海冰的消失只是时间问题。只需要足够的削弱、温暖的夏季天气和一个触发因素。

事实上，就在断裂全面开始的前一天，卫星图像就显示出不祥的迹象：融水池布满了海冰表面，并且出现了断裂的迹象。

大气河流带来热量

第二天，非常温暖潮湿的空气汇聚在南极半岛。格勒诺布尔阿尔卑斯大学（Université Grenoble Alpes）研究这些现象及其对极地冰影响的科学家Jonathan Wille说，这是由“一条从东南太平洋延伸到南极半岛的大气河流”带来的。

顾名思义，大气河流是一种长而窄、流速快、携带水分的特征——不是陆地上的河流那样是液态水，而是水蒸气。它还可以输送大量热量。

Wille说，像这样的“大气河流”事件会导致陆地温度飙升。根据Wille的说法，在2015年3月的一次事件中，南极大陆创下了有史以来最高气温的记录。2020年2月，另一次事件在南极半岛创下了气温记录。

在半岛沿岸，这些河流可以引发另一种导致剧烈变暖的现象：焚风。

科罗拉多大学（University of Colorado）的Rajashree Tri Datta是研究这些风如何导致冰融化的专家。她指出，焚风是一种普遍现象，发生在世界各地山脉的背风坡。在南极半岛，当强烈的西风遇到构成其崎岖山脊的陡峭山脉时，就会发生焚风。

Datta解释说：“当风遇到越来越陡峭的地形时，空气向上驱动，随着上升而冷却，从而形成云并降下湿气。‘山脉有效地将空气中的湿气梳理掉了。’”

到达山顶后，空气开始沿着山脉的背风坡向下奔涌。当它向下奔涌到较低海拔时，它会压缩并因此变暖。由于湿气已被梳理掉，它比否则会变暖更多。（科学家称之为“绝热”过程。）

结果是：一种强大的焚风，对冰构成致命威胁。

Datta说，更糟糕的是，山脉背风坡的云层消失会导致阳光更充足，从而进一步加热。

据英国雷丁大学（University of Reading）研究员Ella Gilbert介绍，焚风的温暖和干燥会加速南极半岛沿海冰架和海冰表面的融化。“这主要发生在持续数天的明显事件中，”她说。气温甚至在冬季也可能升高25摄氏度（45华氏度）。

Gilbert说：“我甚至可以说，由于海洋和大气持续变暖，冰架已经为期数年做好准备，而焚风加上其断裂前异常温暖的时期，仅仅是触发因素。”“如果你愿意，可以称之为‘压死骆驼的最后一根稻草’。”

变暖世界中的焚风

气候变暖如何影响焚风？

Datta指出，焚风在冬季通常比夏季更强。这意味着它们的影响可能会被非常寒冷的冬季条件所减弱。但随着气候变暖导致冬季和夏季之间的过渡季节气温升高，焚风可能会在那时导致更多的地表融化。

Datta说：“一旦发生这种情况，就有可能产生一种‘级联效应’。”

级联效应涉及冰架和海冰表面融化和再冻结的循环。再冻结的冰的孔隙更少，因此当再次发生地表融化时，融水不易流失。结果是：持续的融水池反射的阳光远少于闪亮的冰。由于它们吸收了太阳能，温度升高，导致下面的冰进一步变薄。

Datta说：“2016年冬季发生了这样一次极端焚风诱发的融化事件，导致拉森C冰架（Larsen C ice shelf）出现了强烈的融化。”

一项最近的研究表明，未来，冰架上的融水流失到更脆弱的海冰上可能会带来日益严重的麻烦。除了导致变暖和变薄外，融水池还可能导致海冰弯曲，使其更容易断裂。

气候变暖还可能产生另一个影响——影响促进焚风的大气环流。

南极大陆被一股西风带环绕，这股西风带受复杂因素的影响。Gilbert说，这些因素包括气候变暖以及自20世纪80年代初以来在大陆上空打开的臭氧空洞——这些因素往往具有抵消作用。

臭氧空洞往往会导致这些西风被推离南极洲。这可能意味着西风侵袭南极半岛的次数减少，进而意味着焚风事件的次数减少。与此同时，气候变暖往往导致西风被推得*更靠近*大陆，这可能会增强焚风。

由于一项禁止使用消耗臭氧层化学品的国际条约，臭氧空洞正在缓慢愈合。但随着大气中温室气体浓度的持续上升，气候变暖正在加剧——而且看不到尽头。

这意味着，随着时间的推移，这些西风会更靠近大陆吹拂，这是一个合理的猜测。这增加了南极半岛遭受更多对冰致命的焚风的可能性。

注：我要感谢Rajashree Tri Datta，她慷慨地邀请她的同事Ella Gilbert和Jonathan Wille协助回答我的问题。我还想感谢他们所有人抽出宝贵的时间提供有价值的信息和见解。最后，本着充分披露的精神：像Rajashree Tri Datta一样，我在科罗拉多大学工作，担任环境新闻中心主任。