2023 年，南極海冰下降到歷史最低水平，促使研究人員利用CMIP6 氣候模型來評估這一事件的罕見性及其與氣候變遷的關係。研究發現，如果沒有氣候變化，這種急劇減少的情況將極為罕見，但目前的氣候條件使得這種情況更有可能發生。研究表明，海冰的持續減少可能會對天氣模式和海洋生態系統產生深遠影響，因此持續的研究對於了解和預測未來的變化至關重要。

南極海冰在2023 年達到歷史最低點，研究顯示氣候變遷大大增加了發生這起事件的可能性。海冰可能長期減少，對全球天氣和海洋生物帶來嚴重後果。

2023 年，南極海冰縮小到歷史最低水平，冬季冰覆蓋面積比正常水平減少了200 多萬平方公里–大致相當於英國面積的10 倍。考慮到2015 年之前海冰一直在穩步增加，這一大幅減少尤其令人震驚，使得突然的減少更加出乎意料。

英國科學院的研究人員利用一個名為CMIP6 的大型氣候資料集，對這種前所未有的海冰損失進行了調查。他們分析了來自18 個不同氣候模型的數據，以了解海冰如此大幅減少的可能性及其與氣候變遷的關聯。

主要作者雷切爾-戴蒙德（Rachel Diamond）解釋說，雖然氣候變遷增加了2023年出現極端低海冰的可能性，但根據模型，這種情況仍然被認為是非常罕見的。

她說：”這是第一次利用這套大型氣候模型來確定2023 年海冰減少的可能性究竟有多小。我們只有四十五年的海冰衛星測量數據，因此評估海冰範圍的變化極其困難。

根據模型，如果沒有氣候變化，破紀錄的最小海冰範圍將是2000 年一遇的事件。這告訴我們，這次事件非常極端–任何低於百分之一的事件都被認為是極不可能發生的。

這項研究的合著者卡羅琳-霍姆斯（Caroline Holmes）說：”在模型中，強烈的氣候變化–即我們已經看到的溫度變化，以及如果排放量繼續快速上升預計會出現的溫度變化–使得我們看到海冰範圍大幅下降的可能性增加了四倍。

長期後果與未來預測

研究人員也利用模型研究了海冰的恢復能力。透過觀察模型中的類似事件，作者發現，在這種極端的海冰損失之後，南極洲周圍的海冰並不會全部恢復–即使是在二十年之後。這為現有的觀測證據增添了模型證據，即過去幾年的低海冰可能預示著南大洋的持久制度轉變。

這項研究的合著者路易斯-西梅說：”南極海冰持續二十多年低溫將產生深遠的影響，包括對當地和全球天氣以及南大洋獨特的生態系統–包括鯨魚和企鵝的影響。 “

南極海冰的衛星記錄始於1978 年末，從那時起到2015 年，南極海冰範圍略有穩定成長。 2017 年，南極海冰面積創下歷史新低，隨後幾年海冰面積都相對較低。

影響南極海冰的因素複雜多樣，相互影響，因此很難清楚地了解為什麼2023 年是破紀錄的一年。最近的研究強調了海洋過程和海面下儲存的熱量的重要作用，2023 年上半年溫暖的海面溫度可能也是原因之一，南北風和風暴系統的強烈變化也發揮了作用。

南極海冰是我們全面了解氣候變遷的關鍵因素。南極周圍海冰的形成是洋流的發動機，影響天氣模式。海冰還能保護冰架的裸露邊緣免受海浪侵襲，從而遏制南極洲海平面的上升。海冰對海洋生物也至關重要——根據科學家觀察，近年來由於海冰較少，帝企鵝繁殖地出現了災難性的繁殖失敗。

因此，像這樣的研究對於了解海冰迅速消失的可能性有多大，以及海冰是否有可能在未來幾十年內保持低水平至關重要。

編譯來源：ScitechDaily

doi: 10.1029/2024gl109265