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科技日报|冰天雪地的北极也有大火 或进一步加速全球变暖

北极上演“冰与火之歌” 或进一步加速全球变暖
全球变暖 ， 正在让冰天雪地的北极 ， 陷入极端高温天气的纠缠 。 在重重热浪的包裹中 ， 北极圈继去年后再次发生大规模森林火灾 。 来自欧洲哨兵3号的卫星图像显示 ， 目前北极圈附近西伯利亚的野火大约有800公里的宽度 。
这个夏天 ， 北极地区正在经历一场高温“烤”验 。 加拿大最后一个完整的北极冰架坍塌 ， 仅在7月底的两天内就消失了40%的面积 。 位于北极圈内的俄罗斯西伯利亚小镇维尔霍扬斯克 ， 在今年6月20日气温飙升至38摄氏度 。
与北极地区持续高温相伴而来的 ， 是北极大火 。 据报道 ， 世界气象组织近日发表公告称 ， 受到西伯利亚地区长期高温影响 ， 北极圈连续第二年发生大规模森林火灾 。 目前最活跃的森林大火距离北冰洋不到8公里 。
冰天雪地的北极竟然也有大火
全球变暖 ， 正在让冰天雪地的北极 ， 陷入极端高温天气的纠缠 。 据西班牙新论坛网站报道 ， 世界气象组织发言人克莱尔·纳利斯在日内瓦召开的一次线上发布会上表示：“西伯利亚局部地区气温近日再次升至30摄氏度以上 ， 比美国佛罗里达州的许多地区还要高 。 ”该组织还接到有关俄罗斯沿岸海冰迅速减少的报告 。
纳利斯表示 ， 西伯利亚现在正受到高压系统和暖气团影响 ， 且它们正处于失速状态 ， 滞留在西伯利亚 。 此外 ， 洋流会驱动强大的极锋急流 ， 令北半球区域内的冷热空气团移动 。 随着北极变暖 ， 极锋急流现在在南北半球剧烈地起伏 ， 到了夏季就会向北极地区注入暖空气 。 这些原因共同导致西伯利亚地区长期高温 。
中科院大气物理研究所研究员郭东林告诉科技日报采访人员 ， 北极地区的温度变化较全球其他区域更敏感 。 世界气象组织数据显示 ， 1901—2012年 ， 北极地区的变暖速度是全球平均水平的2倍 。
在重重热浪的包裹中 ， 北极圈继去年后再次发生大规模森林火灾 。 来自欧洲哨兵3号的卫星图像显示 ， 目前北极圈附近西伯利亚的野火大约有800公里的宽度 。 目前最北端活跃的北极野火的火锋已经超过了北纬71.6度 ， 距离北冰洋不到8公里 。
7月22日 ， 西伯利亚大约出现了188个起火点 ， 其中西伯利亚最东北部的俄罗斯萨哈共和国和楚科特卡自治州的火情尤为强烈 。 欧盟哥白尼大气监测局18年来的数据记录中 ， 今年1月以来大火造成的总碳排放量达到最高水平 。
闪电和高温天气一个元凶一个帮凶
【科技日报|冰天雪地的北极也有大火 或进一步加速全球变暖】“北极泛指在北半球高纬度地区 ， 具有北极气候特点的区域 。 近些年 ， 由于北极变暖速度加快 ， 适合部分北部森林生长 ， 所以林线也不断向北推移 。 ”中科院南京土壤研究所研究员褚海燕说 。
“北极圈包含了亚欧大陆和美洲大陆北边的大片陆地 ， 每年夏季的时候这里是没有雪覆盖的 ， 而且针叶林和苔原等植物生长较好 ， 所以存在着火的客观条件 。 ”南京信息工程大学环境科学与工程学院乐旭教授介绍 ， 大气对流强的地方会有闪电 ， 北极大火基本上都是由闪电等自然因素引发的 ， 但是否会发展成火灾 ， 以及大火的频率、强度和燃烧面积等主要取决于温度 ， 春夏季温度越高越有利于大火的发生 。
世界气象组织表示 ， 从7月开始 ， 北极地区就出现了极端高温天气 。 虽然此前一到夏季 ， 西伯利亚总会发生火灾 ， 但此次火灾的发生时间比往年提前了一个月 ， 而且此次火势蔓延极快 ， 难以扑灭 。
今年的大火为何来得格外早？南京大学大气科学学院副教授蒋益荃介绍：“从今年5月开始 ， 北极海冰较历史同期明显偏少 ， 一度低达历史第四 ， 其中白令海、楚科奇海、巴伦支海最为显著 。 ”乐旭指出 ， 北极海冰融化 ， 会导致海洋面积更多 ， 从而吸收更多的光和热量 ， 加剧全球变暖 。
蒋益荃说 ， 西伯利亚从今年1月到6月 ， 气温比平均气温高出5摄氏度 ， 6月则较同期显著偏高约10摄氏度 ， 降水也明显偏少 ， 这样的气象条件有利于野火的较早发生 。
一旦水分烘干泥炭地存闷烧风险
在看得见的北极地表 ， 熊熊火焰燃烧 ， 而在看不见的北极地下 ， 也存在着无焰闷烧的风险 。
北极有3.556×106平方公里的泥炭地 。 泥炭地的矿物含量在20%—35%以下 ， 富含苔藓、落叶等有机物 。 泥炭地的面积虽然只占地表面积的2%—3% ， 但是其碳储量却占地球土壤碳储量的约25% 。
有文章称 ， 正常环境下 ， 泥炭地中富含的水分足以防止火灾蔓延 ， 但如果异常高温烘干了泥炭地中的水分 ， 它就会变成一个易燃的“大煤球” ， 可以无焰闷烧长达数月 。
在2015年《自然·地球科学》的一篇文章中 ， 加拿大安大略省圭尔夫大学的生物学家图雷斯基说 ， 泥炭地闷烧可以在地表的落叶淤积层蔓延开来 ， 速度缓慢 ， 大约每周半米 ， 而不是像森林火灾那样蔓延速度可以达到每小时10公里 。 “但是泥炭地闷烧的时间要长得多 ， 因此能将热量传递到更深层的土壤中 ， 总体上消耗的含碳燃料可能比普通火灾高两个数量级 。 ” 图雷斯基说 。
大火释放5600万吨二氧化碳
北极大火也正在影响北极的环境 。 去年6月的北极大火释放了5300万吨二氧化碳 ， 而今年6月的北极大火释放了5600万吨二氧化碳 。 此外 ， 还有研究人员监测发现 ， 北极大火烟雾由各种污染物组成 ， 包括一氧化碳、氮氧化物、挥发性有机化合物和固体气溶胶颗粒 。 在西伯利亚东北部的火灾区域 ， 一氧化碳含量异常高 。
乐旭指出 ， 北极大火排放的烟尘中包含的黑碳气溶胶有较强的吸收性 ， 漂浮在大气中 ， 可能会对北极地表有加热效果 ， 但具体的升温情况还需要进一步研究；而落在冰雪表面 ， 会降低冰雪反照率 ， 增加对太阳光的吸收 ， 促进北极海冰的融化 。
北极野火的这些碳来自哪里？美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的北方森林火灾研究员利兹霍伊曾与研究团队发现 ， 与低纬度地区的野火不同 ， 北极野火的大部分碳排放来自燃烧的有机土壤 ， 而不是燃烧的树木和灌木 。
“北极温度低 ， 动植物死亡后的分解速度会比较慢 ， 所以碳会被储存在冻土层 ， 但一旦冻土显著消融 ， 埋藏的碳就会以甲烷和二氧化碳的形式释放出来 ， 从而加剧全球变暖 。 ”乐旭说 。
“根据联合国政府间气候变化专门委员会报告 ， 2007—2016年北极连续多年冻土温度增加了0.39±0.15摄氏度 。 在高排放的情景下 ， 到2100年北半球近地表多年冻土面积将可能减少30%—99% 。 ”郭东林告诉科技日报采访人员 。
郭东林表示 ， 全球变暖导致的多年冻土消融 ， 还会引起地下冰减少 ， 导致地表变干 ， 有些地方可能会出现沙漠化 。 地下冰减少还会引起热融灾害 ， 严重影响人类基础设施的稳定性 。
那么人类能阻止北极火势蔓延么？“北极圈内地广人稀 ， 发生火灾时很难靠人力扑灭 ， 只能靠降雨降温等天气条件来控制 。 从长远看 ， 能采取的措施还是节能减排 ， 只有有效控制二氧化碳的排放 ， 减缓全球变暖 ， 才能从根本上减少北极大火的发生 。 ”乐旭说 。


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