彼得·沃德姆斯 (Peter Wadhams)：英國(guó)劍橋大學(xué)斯科特極地研究所主任、海洋物理系教授。他曾 50 多次考察南北極地區(qū)，開展海冰實(shí)地考察工作。曾獲愛(ài)丁堡皇家學(xué)會(huì)授予的W.S.布魯斯獎(jiǎng)、英國(guó)極地勛章和艾塔加斯環(huán)境科學(xué)獎(jiǎng)。
第一章 導(dǎo)論：藍(lán)色北極
自 1970 年始，我的身份就是極地研究者。我有幸多年擔(dān)任劍橋大學(xué)的斯科特極地研究所（Scott Polar Research Institute）主任一職。斯科特極地研究所為紀(jì)念羅伯特·福爾肯·斯科特（Robert Falcon Scott）上尉而建，它是各學(xué)科極地研究者匯聚的理想樂(lè)園，許多研究者都曾長(zhǎng)期離開自己供職的研究機(jī)構(gòu)，以便在斯科特研究所無(wú)與倫比的圖書館里潛心治學(xué)。 20 世紀(jì) 70 年代到 80 年代的整個(gè)時(shí)期，我每年都會(huì)造訪極地地區(qū)（通常是北極），有的年份甚至數(shù)次前往，為的是像我的歐洲、美國(guó)、俄羅斯和日本同事一樣致力于理解海冰中發(fā)生的基本物理過(guò)程以及何種過(guò)程決定了它的形成、消融和漂移。研究人員對(duì)冰川的實(shí)地考察往往困難重重，有時(shí)甚至很危險(xiǎn)，并且?guī)缀鹾苌儆醒芯空邥?huì)認(rèn)為我們投入心血的研究對(duì)象——北冰洋——會(huì)在我們的眼皮底下發(fā)生改變。一開始，人們很難理解北極冰川的變遷機(jī)制。但它的確在變化。很幸運(yùn)，在比較 1976 年至 1987 年間來(lái)自潛艇部門的冰川厚度調(diào)查結(jié)果，并發(fā)現(xiàn)在此期間冰川平均厚度減少了 15% 之后，我成為拿出北冰洋冰川變化確鑿證據(jù)的首批研究者之一。這一研究結(jié)果發(fā)表在 1990 年的《自然》雜志上，它進(jìn)一步刺激了之后 10 年間展開的大量工作，這些工作表明，北極冰川變薄不僅確鑿無(wú)疑，而且自 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，其厚度已減少 40% 。真正重要之事也在逐漸發(fā)生。極地研究人員紛紛從自身的專業(yè)研究領(lǐng)域抽身出來(lái)，進(jìn)而開始在更大的圖景中考慮此事。他們已成為氣候變化方面的專家，事實(shí)上也是氣候變化研究領(lǐng)域的先驅(qū)，因?yàn)槿驓夂蜃兓诒睒O表現(xiàn)得最為迅速和劇烈。
我自己于 1970 年夏天登上首次進(jìn)行環(huán)美洲航行的加拿大海洋考察船“赫德森號(hào)”（Hudson）并因此首次進(jìn)入北極，之后，便對(duì)極地海洋產(chǎn)生了興趣?！昂盏律?70號(hào)”考察隊(duì)于 1969 年寒秋離開新斯科舍?。∟ova Scotia），當(dāng)時(shí)它已南下經(jīng)過(guò)了南極半島、南冰洋、智利峽灣和廣闊的太平洋。那時(shí)，我們正準(zhǔn)備完成之前僅有 9 艘船實(shí)現(xiàn)過(guò)的壯舉，即穿越西北航道（Northwest Passage）。這艘船可破冰航行，這也是此次航行的必要條件。在阿拉斯加北部和加拿大西北地區(qū)（Northwest Territories）的海岸線上，北冰洋的海冰與陸地相隔很近，留給我們通行的無(wú)冰水域僅幾英里寬。有時(shí)，海冰一直蔓延至海岸，我們就不得不從多年集聚的密集海冰（彩色插圖1）中開出一條路來(lái)。最終，航行至西北航道中部時(shí)，我們不得不求救于政府的重型破冰船“約翰·A.麥克唐納號(hào)”（John A.Macdonald）。在那個(gè)年代，人們常常在加拿大北極區(qū)域和海冰較量。阿蒙森（Amundsen）曾于 1903 年至 1906 年，用了三年時(shí)間通過(guò)西北航道，第二艘通過(guò)這條航道的加拿大皇家騎警（Royal Canadian Mounted Police）縱帆船“圣洛奇號(hào)”則用了從 1942 年到 1944 年的兩年時(shí)間。
現(xiàn)在，從夏季的白令海峽（Bering Strait）進(jìn)入北極的船只面對(duì)的則是整個(gè)大洋的開闊水域。這片蔚藍(lán)的水域一直向北延伸至北極附近。在本書出版之際，有可能——根據(jù)許多預(yù)測(cè)——北極點(diǎn)本身都會(huì)在迄今為止的 10 萬(wàn)年里首次一覽無(wú)余。如今，西北航道已很容易通行，到 2015 年年底共計(jì)有 238 艘船通過(guò)該航道。與20世紀(jì)70年代的 800 萬(wàn)平方公里相比， 2012 年 9 月的北冰洋僅覆蓋有 340 萬(wàn)平方公里的海冰。就整個(gè)星球的變化而言，全部歸結(jié)于海冰覆蓋面積的變化可能夸張了。但我們的星球已經(jīng)改了妝顏。我們都記得“阿波羅 8 號(hào)”上的宇航員為行星地球拍攝的第一張從月球背后升起的美麗照片，宇宙中這顆孤獨(dú)而美妙的藍(lán)色星球囊括了我們對(duì)生命所知的一切。照片上這個(gè)球體的兩端為白色。如今，從太空往下看，夏天的地球北極看起來(lái)則為藍(lán)色，而非白色。這一片我們一手造成的海洋曾覆有冰蓋。重塑地球表面是人類的首要成就，這當(dāng)然也是一個(gè)意想不到的成就，隨之而來(lái)的則可能是災(zāi)難性后果。
情況實(shí)際上比表面看起來(lái)更糟。我的聲納測(cè)量結(jié)果顯示， 1976 年至 1999 年間，北極冰面平均厚度縮減了 43% 。這也說(shuō)明了一些別的情況。過(guò)去，北極大部分冰體都會(huì)存在數(shù)年之久，它們又稱多年冰（multi-year ice）。這些多年冰形成了崎嶇而壯麗的地形，巨大的冰脊阻擋了探險(xiǎn)者的道路，并一直延伸至海面以下 50 米左右（文中插圖1.1）。
過(guò)去 10 年間，不斷變化的洋流系統(tǒng)已迫使多數(shù)海冰漂流出北極，單年冰（first-year ice，彩色插圖4）則代替了多年冰，這種海冰形成于一個(gè)冬季之內(nèi)，最大厚度僅為 1.5 米，且僅有少數(shù)較淺的冰脊穿破了平坦的冰面。這種在單個(gè)冬季形成的較薄海冰會(huì)在單個(gè)夏季里由于更加溫暖的空氣和海洋溫度而完全消融。不久之后，北極各地海冰在夏季的融化速度將超過(guò)其在冬天的形成速度，如此，現(xiàn)存所有的夏季冰蓋都將消融。我們將邁入美國(guó)氣候?qū)W家馬克·塞勒澤（Mark Serreze）所謂的“北極死亡螺旋”（Arctic death spiral）時(shí)代。正如我在第七章所解釋的，在不久的將來(lái)，北極的九月將再無(wú)冰體，而這之后，北極無(wú)冰的季節(jié)將延長(zhǎng)至 4 到 5 個(gè)月。
北極夏季海冰消融的后果將會(huì)十分嚴(yán)重。其引發(fā)的巨大影響有二。首先，一旦夏季海冰從開闊水域退縮，反射率（albedo）——直接反射回太空的太陽(yáng)輻射比率——將從 0.6 降至 0.1 ，這將進(jìn)一步加速北極和整個(gè)地球的變暖進(jìn)程。之前 400 萬(wàn)平方公里冰面的消失給地球造成的變暖效應(yīng)相當(dāng)于過(guò)去 25 年人類排放二氧化碳造成的影響。其次，冰蓋的消失也會(huì)讓北極上空重要的大氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)蕩然無(wú)存。只要部分冰塊在夏季也能存在，無(wú)論多薄，海面水溫也無(wú)法升至 0℃ 以上，因?yàn)槿魏屋^暖的水體都會(huì)在融化其上覆冰層時(shí)丟失熱量。上覆冰層消失后，表層海水的溫度會(huì)在夏天上升數(shù)攝氏度（衛(wèi)星觀測(cè)顯示為 7℃ ），而淺層大陸架上海風(fēng)引起的海水混合現(xiàn)象又將這種熱量傳遞至海底。這一過(guò)程進(jìn)而又會(huì)令近海海底表層的永久凍土解凍，它們是自上個(gè)冰河時(shí)期以來(lái)便凍結(jié)在海底未受干擾的海底沉積物。近海永久凍土的解凍又將引發(fā)大量甲烷氣體從沉積物中分解的甲烷水合物中釋放出來(lái)。每個(gè)甲烷分子造成的溫室效應(yīng)比二氧化碳高出 23 倍。前往東西伯利亞海（East Siberian Sea）的俄-美年度考察隊(duì)已觀察到從海底涌出的甲烷氣體，其他考察隊(duì)則在拉普捷夫海（Laptev）和卡拉海（Kara）等海域觀測(cè)到了這一現(xiàn)象。如果這種釋放過(guò)程導(dǎo)致大氣中甲烷含量上升，它將直接進(jìn)一步推動(dòng)全球變暖進(jìn)程。我寫作此書是為了解釋這些戲劇性變化，并說(shuō)明北極冰川的減少，如何以及為什么對(duì)我們所有人都構(gòu)成了威脅，而并非僅僅是世界遙遠(yuǎn)角落里正在發(fā)生的離奇變化。
自 21 歲起，我便將自己的整個(gè)科學(xué)生涯投身于海冰和極地海洋的科學(xué)事業(yè)。當(dāng)我準(zhǔn)備向這神奇的景觀致以私人的告別時(shí)，冰川的改變于我又意味著什么呢？我不可遏制地感到，它對(duì)地球而言意味著智識(shí)上的貧瘠，對(duì)人類而言則是一場(chǎng)實(shí)實(shí)在在的災(zāi)難。我們自己的貪婪和愚蠢正在奪走北冰洋海冰的美麗世界，它曾保護(hù)我們免受極端氣候的影響。如果我們?cè)噲D保護(hù)自己免受其災(zāi)難性后果，那么是時(shí)候采取緊急措施了。
題圖為 2003 年冬季，北冰洋斯瓦爾巴北部葉爾馬克高原的一處考察營(yíng)地。題圖和文內(nèi)圖均來(lái)自本書。
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