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Feb. 26 2020

南極半島溫度創史上新高!但這記錄恐怕維持不久

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  • 南極半島今夏已出現了氣溫飆高的天氣狀況。上圖為喬治王島。PHOTOGRAPH BY ALESSANDRO DAHAN, GETTY IMAGES

專家預期未來會見到更多極端暖化事件,為世界最大的冰凍大陸的未來敲響了警鐘。

在南美洲的合恩角(Cape Horn)往南約800公里處,一塊狹長陸地和零星島嶼組成了南極半島的頂端,這塊由冰和永凍層(permafrost)構成的嚴峻之地之所以有名,是因為那裡是一種受歡迎的企鵝的繁殖地。不過這塊大陸的最北端(最近正沐浴在夏日的陽光之下),卻因為一件比一大群不會飛的大鳥更奇特的事而上了新聞:攝氏21度的天氣。

南極半島正從一波熱浪中復原,這波熱浪不僅重新定義了在這個世界最大的冰凍大陸可以穿T恤的天氣,也為它的未來敲響了警鐘。最近位在靠近半島北端和附近島嶼的氣象站記錄到攝氏17、18,甚至接近20度的溫度,如果確認無誤,這些將會是整個南極大陸最新的高溫紀錄。

從溫暖的山風到更大尺度的海洋、大氣型態的各種氣象因子,合起來形成了這股溫和的天氣。不過這怪異的天氣還是符合長期的趨勢。雖然整個南極半島的夏季氣溫通常是在冰點左右或稍微高上幾度,但這個區域最近幾十年來經歷了戲劇性的暖化,使得熱天的高溫更容易打破紀錄。而且隨著大氣碳含量高升,地球氣候會持續暖化,新創的紀錄大概也維持不久。

「我認為這完全不令人意外,」華盛頓大學的南極冰河學家彼得.奈夫(Peter Neff)說:「它是趨勢的一部分,而且我們會見到這類溫暖事件多過寒冷事件」發生在未來。

暖空氣來襲

南極最近熱浪的源頭,可追溯到數百公里遠的北方。

接近2月初時,有一個高壓脊移動到南美洲的南端,使得這整個區域都處在溫暖的天氣之中。根據比利時列日大學(University of Liège)的極地氣候學家賽維爾.費特維思(Xavier Fettweis)的說法,這種情況在夏天會發生好幾次。一般來講南極半島不會受到這種效應影響,因為有南半球西風帶(westerlies)讓暖空氣無法入侵此地;南半球西風帶是以帶狀環繞南極大陸的強風。

但是在最近幾個月,南極附近的西風帶出現了弱化的情況,這是一種會反復發生的大氣變化模式──南極震盪(Antarctic Oscillatio)的一部分。它會讓暖空氣以一種「異常」的方式外溢進入南方,費特維思說。

除此之外,南極半島北端周圍的海溫比以往2月初時高出攝氏1.6到2.7度。澳洲氣象局的研究科學家哈瑞.韓登(Harry Hendon)表示,海洋會變暖可能是一個發生在春季的罕見高層大氣暖化事件的餘波效應,這個事件同時也造成了西風帶向北遷移。

海洋和大氣的暖化一起為創紀錄的熱浪架設好了舞臺,然後在2月第一週的週末,南極半島地形的特殊性讓整件事推過了極限。

南極半島的西脊被山脈所覆蓋,該山脈被稱為南極半島山系(Antarctic Peninsula Cordillera),很可能曾經與南美洲的安地斯山連在一起。當空氣流過山頂後就開始下沉,在下坡加速的同時會不斷地壓縮和加熱,形成了所謂的「焚風(foehn winds)」。這些熱氣流可能會讓氣溫短暫地上升,最高可達到攝氏30度,英國南極調查局(British Antarctic Survey)的氣象博士研究員愛拉.吉伯特(Ella Gilbert)說。

「這種焚風事件並非毫無前例,」丹麥氣象研究所(Danish Meteorological Institute)的氣候科學家露斯.莫特藍(Ruth Mottram)說:「當周圍的大氣和海洋都比較溫暖時,焚風出現當然會比較容易打破高溫記錄。」

這正是2月稍早之前可能發生的事,當時半島被籠罩在吉伯特描述為「相當極端」的焚風事件中。 南極研究站的紀錄如下:2月6日,阿根廷的埃斯佩蘭薩基地(Esperanza Base)測到了攝氏18.3度的氣溫,勝過了測站先前在2015年3月測得的高溫記錄攝氏17.5度,這也是整個南極大陸空前的高溫記錄。

而後在2月9日,在靠近西摩島(Seymour Island)一個由巴西營運的研究站,又記錄到一個更極端的溫度:攝氏20.75度,數家媒體皆有報導。如果資料得到證實,那將不僅是南極,而是整個緯度60度以南的地區第一次量到攝氏20度以上的溫度。

核實記錄

然而這個「如果」有很大的不確定性。在世界氣象組織(World Meteorological Organization,WMO)中統籌對極端天氣與氣候的追查工作的藍道.賽維尼(Randall Cerveny),正在召集一個委員會來調查這兩個高溫讀數,判定它們是否符合WMO列入正式紀錄的嚴格標準。沒有任何保證它們一定會符合。

「當我們看到一個極端的紀錄時,我們必須拿到關於那個感應器、位置和測站的所有資料,」賽維尼說:「它的高度正確嗎?有校正過嗎?若是人工測站,記錄的人有正確地解讀資料嗎?測站地點適當嗎?這些事我們全部都必須檢視。」

在如南極這種極端環境裡,有許多小事能造成高溫的讀數失真。其中一項,另人意外的,是冰。在出太陽的日子裡,雪地上容易反光的白色表面會散射光線到感應器上,造成測得的溫度更高。2015年詹姆斯羅斯島(James Ross Island)差點打破紀錄,當時該地量到了攝氏17.9度的氣溫讀數,成為南極有紀錄以來的最高溫,但WMO在考慮到陽光的加熱效應後,將量測值降低到攝氏17度。

賽維尼對埃斯佩蘭薩基地2月6日的讀數能通過檢測還蠻有信心的。這個氣象站是WMO正式監測網的一員,而且它從1950年代後期就一直有記錄量測,因此氣象學家對它的讀數有高度信心。「這不是正式說法,但我認為它會成為記錄的。」他說。

他對幾天後在西摩島測到的更高溫就懷疑多了,它不是在WMO的永久測站測到的,而是來自一個巴西的永凍層監測計畫的一部分。WMO將會仔細檢查這個讀數,以查明溫度計感應器是如何固定的──必須是離地好數十公分以避免被地表加熱影響,賽維尼說──以及用它來測量已經進行了多久、對它的校準做的好不好。

賽維尼告誡,要從測站獲得所有必需的資料就得花時間,更不用說判斷它是否是一個紀錄了,「我們會相當仔細地檢查巴西的研究(站)。」他說。

眼光放遠

雖然破紀錄容易成為頭條,但是對研究南極的科學家來說,它們的重要性遠不及長期趨勢。南極半島的趨勢很複雜,不過總的方向很明確:愈來愈熱。

雖然對整個南極來說,從20世紀中期算起只有稍微變暖,但在埃斯佩蘭薩和其他南極半島上的長期研究站所量到的溫度,從1950年代到2000年代早期已大增了攝氏2.8度,遠遠超過全球平均的暖化率。

而後在90年代晚期,這股快速暖化趨勢卻突然熄火,讓許多科學家對於其原因感到有興趣。研究人員最後總結它是各種因素混合的結果,包括當地的海冰流失、西風帶增強,以及南極上空的人為臭氧洞的連鎖反應。最後,這些過程被環流變化所排除,使得半島的熱度稍微地降低。

儘管如此,只要人類年復一年地排放更多會集熱的碳進入大氣,科學家預期這座半島在不久的將來就會重新開始變熱。而如果最近的趨勢可以當作跡象,這對於那邊的冰而言可不是好消息。

當西南極冰凍的陸地邊緣受到底下的溫暖海水的侵擊時,南極半島則受到溫暖的空氣從上面破壞冰的穩定性,使得融化的水集中起來,偶爾排入漂浮的冰棚,使它們裂開。當這些由冰做的保護性防洪閘門破碎或後退,就會將陸上的冰河釋放出來並更快地流入海洋,引起全球海平面的上升。從1992到2017年,南極半島冰減少的速率增加了將近五倍,從每年63億公噸變成每年300億公噸。

短期的熱浪扮演了重要角色。如果有個冰棚已經因為持續的溫暖而逐漸流失,一陣反常的熱浪可能成為導致情況失控的「最後一根稻草」,莫特蘭說。她指出這就是實際上發生在拉森B(Larsen B)冰棚的過程, 2002年時它在幾天之內以驚人的方式斷裂。

在了解熱浪影響上有一個關鍵的問題,就是我們缺少長期的南極溫度紀錄,南極大陸約180個氣象站中,大多數的設立時間最早可回溯到20世紀中期,但是要真正理解極端事件的重要性,最好能有更久遠以前的資料。

而若有了冰芯,我們就能做到。從冰芯可看出每年大氣的資料,並可追溯到好幾百甚至好幾千年。特別是其中一組冰芯資料(2008年從詹姆斯羅斯島的冰帽取得)使半島目前的狀況大受矚目,它顯示出最近夏季冰融的程度,在最近1000年內都不曾出現過。根據一篇2013年的研究結果,氣溫若是再增加,即使幅度不太大,都可能會讓夏季融冰量和冰棚退縮量「急速增加」。

那麼如果氣溫真的上升到攝氏15度會怎麼樣?沒人能確定,但對南極最北端的區域而言,問這個問題開始不那麼奇怪。

「我認為未來會見到更多這種極端暖化事件的說法,是很合理的。」莫特蘭說。

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APR. 2020

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