1460年來的北極冰原範圍

藉由北極周圍的相關氣候記錄,重建了過去1460年來北極冰原覆蓋範圍變化,並推論出過去北大西洋的水流強弱變化是影響此一現象的主因,而非北極表面大氣溫度與北大西洋震盪。


北極冰原(圖片來源:New York Times

北極冰原的覆蓋面積逐年降低,造成北極地區的氣候、洋流、生態、乃至於經濟狀況都受到巨大的影響。為了要推論北極冰原未來可能的改變,智利科學家Kinnard等人整理北極地區的冰原分佈範圍觀測記錄、格陵蘭地區冰芯中的氧十八同位素和海鹽離子(Na+及Cl-)濃度、樹木年輪、以及湖泊沈積層紋路的資料(圖一),重建了過去1460年來北極冰原分佈範圍的變化(圖二a)。


圖一 採樣地點分佈。藍色圓圈:冰芯;綠色三角形:樹木年輪;紅色方塊:湖泊沈積物;黃色菱形:文獻記載。

結果顯示,北極冰原曾經在西元640年左右(圖二a,T3)、16世紀晚期到17世紀早期(圖二a,T2)、以及今天(圖二a,T1)發生冰原覆蓋面積大幅度縮小的現象,而這其中又以今天的範圍最小。


圖二 北極冰原覆蓋範圍重建結果與相關氣候數據。a:北極冰原覆蓋範圍重建結果,淡粉紅色表示誤差範圍;f:北極表面大氣溫度變化;g:北大西洋震盪指數;h:鹽度異常(藍色虛線)及海水表面溫度異常(綠色實線)。

追究這幾次冰原覆蓋範圍的縮小,Kinnard等人先比較了北大西洋震盪(North Atlantic Oscillation, NAO)指數(圖二g)及北極表面大氣溫度(Arctic surface atmospheric temperatures, SATs)的變化(圖二f),發現上面這兩個條件與北極冰原覆蓋範圍消長之間的相關性相當低,反而是溫暖、高鹽度的北大西洋海水流入較多的時候(圖二h),與北極冰原覆蓋範圍縮小相吻合(T2、T3)。

藉由以上的分析結果顯示,北極冰原覆蓋範圍對於北極表面大氣溫度的變化和北大西洋震盪(乃至於相關的北極震盪)反應不大,但是當北大西洋的暖水流入時,就會造成大量冰原融化。相較於今天的北極冰原融化,主要來自於人為的效應,卻使得冰原覆蓋範圍縮小到一千多年來的歷史低點,甚至可能在近幾年內就完全融化(夏季時),可以看出人類的影響是多麼的巨大。

原始論文:
Kinnard,C., C. M. Zdanowicz, D. A. Fisher, E. Isaksson, A. de Vernal & L. G. Thompson, 2011, Reconstructed changes in Arctic sea ice over the past 1,450 years, Nature, v479, p509–512.

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