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在全球氣候變暖的大背景下，北極地區的變暖速度遠遠超過地球其他地區。最新研究表明，北極的變暖速度是全球平均的三倍。這一研究結果發表在《自然地球科學》（Nature Geoscience）雜誌上，為我們理解北極變暖的機制和未來氣候變化提供了重要洞見。
自然變率與北極增暖效應
來自美國西北太平洋國家實驗室的周文宇博士及其同事分析了1979年至今的觀測數據和氣候模型，發現北極增暖效應的放大因子可能是三倍，而不是之前報告的二倍。周博士解釋道：「自然變率就像噪音，即使在沒有外部強迫（如溫室氣體變化）的情況下，氣候系統也會因為海洋、大氣和陸地的耦合動力而波動。」
什麼是耦合動力？耦合動力（coupled dynamics）指的是多個物理系統之間相互影響和相互作用的過程。這在氣候科學中特別重要，因為地球的氣候系統由多個相互耦合的子系統組成，如大氣、海洋、陸地和冰川。
研究表明，觀測到的北極增暖效應分為兩部分：一部分是外部強迫因素引起的，另一部分則是由自然變率引起的，這導致了北極增暖程度的時間異常。這意味著，近期報告的北極暖化現象，可能是由自然變率主導的暫時性異常，而非氣候模式系統性低估的結果。
模型與觀測數據的對比
為了探討這一現象，研究團隊將觀測數據與氣候模型進行了對比，發現兩者之間的放大因子差異可以通過自然變率來解釋，特別是與該地區相關的某些海洋和氣候模式，如太平洋十年振盪（Interdecadal Pacific Oscillation, IPO）和北極內部模式（Arctic Internal Mode）。
太平洋十年振盪是一種20至30年的氣候和海洋變化模式，在正相位時太平洋東部變暖、西部變冷，負相位時則相反。負相位與拉尼娜事件（La Niña）頻率較高相關，自2000年以來對北極變暖有抑制作用。而北極內部模式自2005年以來加強了北極變暖，這與正相位在卡拉海（Kara Sea）上空的變暖有關。
冰反照率反饋效應
基於自然變異因素（如地表溫度、位勢高度、水汽通量和長波輻射、海冰濃度）對北極增暖擴大的建模。
（圖片來源：Zhou）
海冰的顯著減少導致了冰反照率反饋效應，進一步加劇了變暖。當海冰融化時，反射陽光的「白色」表面減少，吸收陽光的「黑色」海洋表面增加，從而升高環境溫度，導致更多海冰融化，形成一個失控的反饋循環。
研究表明，在1970-2004和1980-2014這兩個時期，北極增暖放大因子分別為2.09和3.98，當去除太平洋十年振盪的影響後，分別變為2.28和3.33，進一步去除北極內部模式的影響後，分別為2.85和2.94。這一穩定的三倍放大因子與耦合模式互比項目（CMIP6）中使用的放大因子一致，支持其預測未來氣候變化的可靠性。
這項研究強調了考慮自然變率對氣候變化建模和預測的重要性，並指出未來的減緩策略可能不必過於嚴厲。周博士和同事還建議，北極內部模式可能在未來轉為負相位，而太平洋十年振盪可能轉為正相位，這將進一步降低北極增暖放大因子，甚至可能降至兩倍。
這一發現對於制定未來的氣候政策和減緩策略具有重要意義，也為我們深入理解氣候變化提供了新的視角。
資料來源 : 明日科學
https://tomorrowsci.com/globalnews/20240613_01/
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發表於 2024-6-24 20:55:11
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