數據新聞|北極熊有生存隱憂?這些武漢人給出了答案

前一段時間,“北極圈驚現極端高溫天氣,海冰融化加劇”“極地高溫已達32℃,誰來拯救北極熊”

等消息刷爆社交網絡,再次引發人們對全球多地“高燒不退”,及其背後極端天氣事件頻發的擔憂。

不過事情很快反轉。

8月5日,北美留學生創建的微信公號Buzzword分析,32度的北極圈高溫,來自挪威北部城市波爾桑格的半島班納克(Banak),而與往年相比較,北歐7月的高溫並沒有影響到北極地區的夏天。

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8月6日,正隨中國第九次北極科考隊作業的新華社記者申鋮發表手記說“北極並不熱!”。同行的考察隊首席科學家助理、中國極地研究中心研究員雷瑞波的觀測也證實,在中國第九次北極考察的沿航線區域,進入冰區後,氣溫維持在零下3攝氏度至零攝氏度之間。

8月9日,微信公眾號政知見“闢謠”,根據實時監測,進入北極圈之後,室外氣溫一直保持在零下3℃上下,平均溫度與之前歷次北極科考監測到的數據相比並沒有明顯變化。

北極變暖的流言,讓這個從1992年就納入國際公約的話題熱了起來。但更需要關注的是,北極的海冰確實在逐年減少,並對北極熊等生物的生存環境造成一定威脅。武漢的專家從1949年就開始奔赴北極,進行相關的實地考察。

接踵而至的40餘位科考人員

在此之前,先要釐清北極和北極圈

的概念,二者不能畫等號。

北極是北緯90度的北極點;北極圈是指北緯66°34′以北的廣大區域,如果以北極圈作為北極的邊界,北極地區的總面積是2100萬平方千米,這相當於中國國土面積的2.2倍。

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隨著北極的地理發現,一些國家很早就開始了零星的海洋學、地質學、冰川學、測繪與製圖學、氣象學、生物學等氣象學科的考察,但是在1957~1958年的國際地球物理年後,才標誌著北極和南極科學考察進入了正規化、現代化和國際化的階段。

據不完全統計,共有40餘位武漢科考人員或者校友到達過北極。武漢大學、武漢理工大學、中國地質大學(武漢)都進行過北極科考,但從人員數量來看,武漢大學無疑是北極科考的中堅力量。

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中國最早進入北極地區的科研工作者高時瀏便來自武漢大學,1951年夏天,高時瀏到達地球北磁極(北緯71°,西經96°),從事地磁測量工作。

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2004年,中國在北極第一個科學考察站——黃河站建成,鄂棟臣和艾松濤參加了黃河站建站工作和科學考察,成功建立了中國北極“黃河”GPS衛星跟蹤站和北極地區地理信息系統(GIS),這是北極衛星常年觀測站和地理信息基礎框架。

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黃河站的首任站長楊惠根,是畢業於武漢大學空間物理系的校友,從本科到博士畢業在珞珈山度過了9年的時光,還在2012年帶隊我國第五次北極科考。

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武漢大學除了創造了北極科考的重要突破以外,1991年,武漢大學成立中國南極測繪研究中心,先後派出150餘人次參加了中國34次南極科學考察和十餘次北極科學考察,是國內參加極地考察最早、次數最多、派出科考隊員最多的高校科研機構。

中心名譽主任鄂棟臣,從1984年參加中國首次南極考察開始,曾四次遠征南極,兩次赴北極考察,是中國極地測繪遙感信息學領域科學考察研究的開創者和學術帶頭人,被譽為“中國極地測繪之父”,他最後一次赴北極考察時已經60歲。

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艾松濤參加北極科考次數最多,2004-2010連續7年參與我國北極黃河站科學考察。自從2002年首次參與我國南北極科學考察以來,一直從事極地測繪信息化、北極山地冰川相關的學習、研究和教學工作。

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從北極研究的領域來看,武漢對北極的科考主要包含極地測繪、冰川變化、海洋生態系統等方面,其中

以極地測繪、大地測量為主。據統計,武漢主攻此領域的專家包括鄂棟臣、李斐、艾松濤、王澤民、龐小平等人。

近幾年武漢大學跟隨我國北極科學考察隊一同出發,前往北極進行科學考察的人員並不多。2016年,季青參加第七次北極科學考察,具體執行北冰洋海冰變化監測項目。

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究其原因可能是,

中國北極科學考察隊的主要任務是要掌握北冰洋海洋水文與氣象、海洋化學、海洋生物與生態、海洋地質等要素的分佈和變化規律,為北極地區環境氣候等綜合評價提供支撐。而武漢大學的科考基於大地測量、極地遙感應用,近年來也包括通過海冰監測開展海洋環境的研究。

除了武漢大學以外,武漢理工大學的錢作勤曾在2010年赴北極考察,歷時82天,是我國曆次北極考察時間最長的一次,還開展了國內首次海冰導熱係數測量的研究工作。

中國地質大學在也北極科考中佔據重要地位。1982年,地大校友盧順容成為北極科考的第一位中國女性,她的論文《北極地區區域構造與礦產分佈特徵》為北極研究提供了珍貴的資料;上個世紀九十年代,位夢華和陳炳鑫兩位校友到達北極,為我國北極考察事業奠定基礎。

海冰上的北極熊還在擔憂什麼?

跟隨著升高的氣溫,北極熊的生存狀況受到關注。

一張廣為流傳的照片裡,大北極熊抱著小北極熊在僅有的一塊冰面上相互依偎。

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許多人自然而然地聯想到,隨著全球變暖,海冰融化,北極熊沒有捕獵的地方只能活活餓死。

但這種觀點很快就被反駁。

據世界自然基金會(WWF)和IUCN估計,目前北極熊數量在22000到31000只之間。

2015年,北極熊被世界自然保護聯盟(IUCN)列入《瀕危物種紅色名錄》,並評級為“易危”物種。《瀕危野生動植物種國際貿易公約》將北極熊列為“尚無滅絕危險但有可能瀕臨滅絕”的物種。

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其實,威脅到北極熊生存的關鍵因素在於是海冰。原因在於,北冰洋海面凍結而成的海冰,是北極熊捕捉海豹、休息和繁殖的棲息地。隨著近幾十年間的氣候變暖,

夏季海冰面積正持續縮小。北極熊必須移動更長的距離,去尋找可供落腳的海冰。

對此,早在2010年,艾松濤從北極歸來接受採訪時就發表過類似觀點。他認為,北極熊其實是游泳健將,能在海里一口氣遊一百多公里,一般遇到有浮冰的地方,會爬到浮冰上捕食,許多浮冰融化會讓北極熊找不到可以歇腳的地方,北極熊也許是竭力而死。

那麼,隨著全球氣候的變暖,北極海冰融化情況到底如何,可以從武漢科考的成果中可以找到一些線索。

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20世紀70年代,北極海冰覆蓋面積已經開始逐年減少;進入21世紀後,海冰減少的速度從每10 a減少3%,增加到了每10 a減少10%,2007年夏季出現海洋麵積迅速下降的現象,同時海冰厚度也在不斷減少。

Pedersenbreen冰川是位於北極新奧爾松小鎮附近的一條多溫山谷冰川,武漢大學對該冰川面積、體積變化的監測,也能較為準確地反映出北極冰川融化的整體趨勢。

2013年,艾松濤、王澤民、鄂棟臣等五人在合寫的《北極Pedersenbreen 冰川變化(1936~1990~2009 年)》論文中提到,Pedersenbreen冰川從20世紀初小冰期結束以後,經歷了一個明顯的退縮,冰舌退縮了0.6km以上,體積減少了近13%,且在最近20年,出現加速消融的趨勢。(如下圖表2、表4)

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進一步分析發現,Pedersenbreen消融主要集中在冰川下游的冰舌位置,而在該冰川的上游,出現了積累。但隨著全球變暖的加劇,近幾年積累區面積已經大為減小。

除了直接監測冰川變化,北極海冰表面的積雪深度也成為武漢大學的研究內容。積雪深度也是重要的地球物理變量,是研究物質與能量平衡、計算海冰厚度的重要參數。

今年7月,龐小平、劉清全、季青三人在武漢大學學報上發表論文,指出2003-2014年北極一年海冰表面積雪深度存在穩定的週期性變化,每年7月積雪深度最小,9月最大。12年間月均積雪深度最大值為24.53cm,出現在2003年9月;2005年7月積雪深度最小,僅為8.44cm。2001—2014年北極一年海冰表面積雪深度總體呈現減少趨勢,與1954-1991年Warren等估算的北極早期海冰表面月尺度積雪深度相比,減少了(10.13± 0.53) cm。(如下圖圖4)

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通過研究還發現,海冰表面積雪深度變化範圍為-0.89~1.26cm/a。積雪深度減少的區域有東西伯利亞海、拉普捷夫海和巴倫支海,而楚科奇海、波弗特表海的海冰面積雪深度表現為增長的趨勢。

海冰融化,不僅對北極熊的生存有威脅,雖然暫時沒有滅絕的擔憂,但長遠來看,還是有滅絕的可能。目前,海冰融化速度加快,通過影響大氣環流而影響到全球氣候,對人類的生存環境造成影響。

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現在我國從事極地科研人員規模依舊偏小,在極地氣候研究方面僅有十幾人,武漢在這方面還沒有專家。

我國計劃明年以德國“極星”號破冰船為主要平臺,以破冰船周圍50公里內的海冰、海洋和大氣為主要觀測對象,參與國際北極漂流冰站計劃(MOSAiC)。這將加深我國對北極海域大氣—海冰—海洋—生態系統間的耦合過程的理解,有助於提高北極天氣預報、海冰預報和氣候預測能力。這或許也是武漢在北極科考方面的下一個突破口。

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