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南极洲融化模式和北极冰层泥泞状况的变化正在推动全球变暖向气候模型预测的上限发展。密歇根大学科学家领导的新研究显示，自1980年以来，由于海冰减少和反射率降低，北极的冷却能力下降了约25%。此外，这一现象还导致全球降温能力损失高达 15%。
融化池塘使海冰表面变暗，降低了海冰的冷却能力。资料来源：美国宇航局地球观测站。
研究人员利用卫星测量了 1980 年至 2023 年间的云层覆盖和海冰反射的太阳辐射，发现海冰冷却能力下降的百分比大约是北极和南极年均海冰面积下降百分比的两倍。海冰冷却能力的这一变化对气候变暖的影响在气候模型估计值中处于较高水平。
气候与空间科学和工程学教授、发表在《地球物理研究通讯》上的这项研究的通讯作者马克-弗兰纳（Mark Flanner）说："当我们使用气候模拟来量化海冰融化对气候的影响时，我们通常要模拟整整一个世纪才能得到答案。我们现在已经拥有足够长的卫星数据记录，可以通过测量来估计海冰对气候的反馈作用。"
从 Terra 卫星拍摄的这一景象中，大块海冰在格陵兰沿海呈现出白色漩涡状。随着冰层变薄变暗，它反射的阳光比坚固的冰层要少，从而加速了全球变暖。资料来源：美国宇航局地球观测站
自 1980 年以来，北极的海冰冷却能力下降幅度最大、最稳定，但直到最近，南极对气候变化的适应能力似乎更强。从 2007 年到 2010 年代，南极的海冰覆盖率一直保持相对稳定，而当时南极海冰的冷却能力实际上呈上升趋势。
这一观点在 2016 年突然改变，当时南极大陆最大的冰架之一融化的面积超过了得克萨斯州。新研究显示，南极当时也失去了海冰，其冷却能力至今仍未恢复。因此，2016 年和随后的七年是自 20 世纪 80 年代初以来全球海冰冷却效果最弱的一年。
除了冰盖的消失，剩余冰层的反射率也越来越低，因为气温升高和降雨量增加导致冰层更薄、更潮湿，熔池也更多，反射的太阳辐射更少。这种效应在北极地区最为明显，那里的海冰在一年中阳光最充足的时候反射率变低，而这项新研究提出了一种可能性，即除了海冰覆盖面积的减少之外，它也可能是南极地区的一个重要因素。
气候与空间科学和工程学教授马克-弗兰纳（Mark Flanner）跪在格陵兰岛的一块冰块旁。图片来源：马克-弗兰纳。
"自2016年以来，南极海冰的变化将海冰消失带来的变暖反馈提高了40%。如果不考虑南极洲海冰辐射效应的这种变化，我们可能会错过全球总能量吸收中相当大的一部分，"该研究的第一作者、物理学博士生阿利舍-杜斯帕耶夫（Alisher Duspayev）说。
研究小组希望通过一个网站，向气候科学界提供他们对海冰冷却能力和反射较弱的冰对气候反馈的最新估计，只要有新的卫星数据，该网站就会更新。
芬兰气象研究所研究教授、该研究的共同作者阿库-里赫拉（Aku Riihelä）说："气候变化适应计划应将这些新数据作为整体计算的一部分，以确定冰冻层辐射冷却损失对全球气候系统的影响有多快和有多大。"
编译自/scitechdaily
DOI: 10.1029/2024GL109608
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