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当气候变暖融化永久冻土层

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融化的永久冻土,加拿大休斯顿湾

如果你问五年前研究永久冻土的弗拉迪米罗马诺夫斯基,你是否担心全球变暖会导致阿拉斯加北坡的永久冻土在本世纪大量融化?他可能会说不。他会告诉你阿拉斯加北部边缘的永久冻土比该地区内部更温暖、更容易解冻的永久冻土更凉爽、更稳定。

"我不能再说了。"他上个月在洛杉矶举行的美国地球物理学家年会上告诉记者。

到本世纪末,北坡(比明尼苏达州大)一半的永久冻土将会融化。这种融化带来的潜在威胁包括基础设施和当地生态系统的破坏,以及更多保温温室气体释放到大气中。

romanovsky发现北坡冻土的温度明显升高,也观察到冻土融化造成的基础设施破坏和地面塌陷现象。

当永冻层融化时

永冻层是指即使在相对温暖的夏季也能保持冰冻至少两年的土壤。它长期以来一直是北坡冰雪生活的一部分,支撑着建筑物、道路和其他基础设施。它的融化会造成相当大的破坏:在记忆中,罗曼诺夫斯基展示了西伯利亚断裂建筑和北坡达尔顿高速公路受损部分的几张照片,这已变得难以与高速公路区分开来。

永久冻土的融化还会引起当地生态系统的潜在变化,改变地表和地下水流,并影响适合居住在该地区的动植物。

更令人担忧的是被封存在冻土中的碳,当冻土带融化时,碳将以甲烷的形式释放到大气中,给控制全球气候变化带来巨大负担。与目前主要的温室气体二氧化碳相比,虽然甲烷含量小,存在时间短,但甲烷对温室效应的贡献与单分子相比甚至是单一的。

由于上述原因,科学家们正试图理解变暖的地球将如何影响北冰洋永久冻土。

研究人员在北坡的不同区域埋下了温度传感器。即使在60多英尺的深度,他们也能清楚地看到冻土温度在过去30年里一直在上升。罗曼诺夫斯基说,放置在死马(也是最北端)上的温度探测器测得的年平均温度显示出“强烈的变暖趋势”,从1988年的17.6(-8℃)上升到现在的26.6(-3℃),上升了约5.5(3℃)。

如果你把气温上升趋势图和大气温度上升图放在一起,你可以看到更高的同步性。在同一时期,死马的温度上升了约8(4.5℃)。罗曼诺夫斯基说,“从长远来看,冻土带的温度上升与大气温度上升的趋势是一致的。”

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两个未来

研究人员和阿拉斯加居民想知道气温什么时候会升到冰点以上,如果是的话,什么时候?为了研究这个问题,罗曼诺夫斯基和他的同事们考虑了政府间气候变化专门委员会(政府间气候变化专门委员会)报告中设想的两种情景,并用多年冻土模型进行了模拟。一种假设是温室气体的排放量将保持不变,而另一种假设是排放量将减少,这与中世纪的情况相同。

他们发现这两种情况有“非常非常大的不同”。罗曼诺夫斯基说,尽管气温和冻土融化都有所上升,但当排放量减少时,冻土融化明显减弱。

romanovsky说,即使排放量减少,北坡的永久冻土也会“比现在暖和得多”,但大多数仍会保持在关键的冰点以下。如果排放不减少,超过三分之二的永久冻土将接近或超过地表至地下6英尺的冰点。

在这两种情况下,随着季节的变化,覆盖永久冻土的土层会融化或冻结,这一土层会变得更深,但如果排放量不减少,它会变得更深。根据该模型,大多数土层在冬季温室气体排放时会再次冻结

罗曼诺夫斯基说,“这种融化的结果将是地表下沉。”他指出,如果不控制排放和提高温度,沉降深度将达到几米。

torrejorgenson没有参与这项研究,他是阿拉斯加科学公司的冻土研究员。他不同意研究中提出的深层永久冻土会受到威胁。他指出,即使永久冻土达到冰点/熔点,仍然需要大量的热量才能使土壤中的冰真正融化。此外,植被和水流变化等复杂因素将有利于冻土区的加固。

romanovsky承认模型在整合这些影响因素方面的局限性,但他认为这些因素反而可能加剧冻土的融化。他和其他模型构建者正致力于改进模型,以纳入更多的过程,从而帮助我们更好地预测随着全球变暖的继续,冻土将如何变化。

但是根据目前的研究结果,他给出了建议:“我们可能应该试着将气候保持在一个更温和的状态。”

编辑:程梦



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