1吨二氧化碳能消耗3平方米的北极夏季海冰。图片来源：Paul Nicklen

你知道从美国纽约飞往英国伦敦的一架航班所需燃油烧掉了什么吗？1平方米的北极海冰。

近日，刊登于《科学》杂志的研究显示，自上世纪60年代以来，北冰洋冰盖缩减步伐与人类温室气体排放相一致。人类每排放到大气中1吨二氧化碳，似乎就能消耗北极地区3平方米的夏季海冰。这一结果是科学家现有数据得出的简单直接结果。

“这是基础性研究。”该研究合作者、德国马普学会气象学研究所海冰专家Dirk Notz说，“回顾过去，听上去像有人在20年前做过的。”

该研究显示，如果该线性关系和目前的排放趋势持续下去，到2045年，北极周围海域将会无冰。这一速度比一些模型预测的快得多。研究结果还显示，现有模型可能低估了北极圈已经多么温暖，以及冰层融化速度将多快。

此外，美国乔治梅森大学气候变化中心主任Edward Maibach表示，该研究还给了公众和政策制定者有关化石燃料燃烧影响的具体例证。“具体信息通常比抽象信息更吸引人。”他说。

例如，根据新计算结果，美国一个4口之家每年平均排放的碳，将融化约200平方米的海冰。该家庭在30年间累计破坏的北极海冰面积相当于一个美国足球场，这对北极熊能依赖冰雪生存的生物会产生有形的威胁。

该研究还生动地比较了各国间的差异：一个美国人每年对冰层的破坏是一个印度人的10倍。

海冰缩减已经成为全球变暖的典型产物，之前就有研究显示，冰雪融化与大气中的二氧化碳水平密切相关。但Notz和合作者、美国国家冰雪数据中心海冰卫星监测专家Julienne Stroeve发现，人为温室气体排放和北极海冰在9月的历史观测结果有紧密的联系。

他们在历史纪录中发现，每吨二氧化碳排到大气中，意味着平均9月海冰流失3平方米。海冰面积在冬季扩张前，通常会在9月达到最低值。为了避开海冰同比波动的问题，研究人员使用了30年冰层覆盖移动平均数，以分析1968年至2000年海冰变化情况。

另外，为了确定研究发现的温室气体排放与海冰融化间的线性关系也存在于计算机模型中，Notz及同事检测了全世界36个主要气候模型。Stroeve表示，每当计算机模拟二氧化碳平均每年增加1%，也能得出相似的结论。

但这样一来模型的敏感度也会下降：倾向于低估冰层损失量。“这些模型并不完美。如果你能孤立地使用观察值预测北极海冰，结果可能更准确。”Stroeve说。

通过追踪观察值曲线，Stroeve和Notz预测，1万亿吨二氧化碳将使得夏季海冰覆盖面积少于100万平方公里，这一面积仅相当于得克萨斯州和新墨西哥州的总和。这几乎相当于没有冰层，因为其余的海冰将被格陵兰北部边缘等陆地包裹起来。

如果目前每年350亿吨的碳排放量持续下去，到了2040年代中期，北极周围海域的冰层在夏季将会消失无踪。研究人员还提到，同样1万亿吨二氧化碳，不仅会抹去海冰，还能使全球气温升高2摄氏度。这也是巴黎气候变化大会设定的“门槛”。

根据《巴黎协议》，各国将加强对气候变化威胁的全球应对，把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内。研究报告显示，如果全球气候变暖导致气温升高2摄氏度，将造成2.8亿人居住的大片陆地被淹没；而如果平均气温升高4摄氏度，则会造成7.6亿人因家园被水淹没而无家可归。

不过，Stroeve和Notz并不确定为何海冰减少轨迹与温室气体排放如此吻合。但他们给出了一个潜在的合理解释：随着碳排放为北极空气加温，海冰缩减到更靠北的区域，而这里接受到的阳光直射热量更少。

Notz还认为，之所以气候模型低估了每吨二氧化碳导致的海冰减少量，是因为他们低估了北极地区因此获得的热量。加拿大气候模型和分析中心海冰学家Gregory Flato表示，尽管这看起来易于检验，但北极海冰上方的空气温度数据十分稀少。

也有一些科学家表示，这项研究过于简单化。美国科罗拉多大学海冰建模专家Alexandra Jahn则指出，Stroeve和Notz的理论“最终解释了人们已经发现但没有合理解释的这种线性关系”。但仍需进一步研究，以排除影响海冰缩减的其他因素，例如云量的变化等。但Stroeve和Notz表示，云量和海洋温度的影响并不重要。

但他们也承认，位于地球另一端的南极，情况有所不同，其并不完全遵循排放规律。在那里，风和海温对海冰行为的影响更大。

而西班牙巴塞罗那超级计算机中心海冰建模专家François Massonnet警告称，“虽然这很吸引人，但过于相信我们能推断碳排放和北极变暖间的关系是危险的。我们知道北极气候变化是非线性的。”（张章编译）