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格陵兰冰盖若全部融化将淹没上海,北极海冰消融会使海面上升吗?

  最近10年,全球变暖的趋势日益明显,虽然变暖的原因还有很多说法,但南极、北极地区的冰雪不断融化,却是不争的事实。其中,北极的变暖现象非常显著,海冰覆盖面积急剧减少,而且冰层的厚度也大幅降低。
  据科学家估计,最快在2035年,北极的夏天将完全无冰。而8月14日格陵兰岛冰盖最高点下了几个小时的暴雨,温度突破0℃,造成冰盖发生大面积融化事件。既然北极的海冰已经在大量融化,那么受此影响,全世界的海平面会上升吗?
  北极海冰面积近年来不断减少
  要回答这个问题,咱们先来看看这个星球上有多少冰。地球上大部分的淡水都以冰的储存在南极、格陵兰岛和青藏高原等地的冰盖、冰川和冻土中。其中南极大陆冰盖的总体积达到了2450万立方公里,占了地球上淡水总量的70%。
  据估计,如果南极冰川全部融化的话,这么多水注入大海,全球海平面将平均上升60米左右。格陵兰岛冰盖的体积约300万立方公里,如果全部融化,海平面将上升7米以上。
  大家不要觉得上升7米、60米不算多,实际上这足以摧毁绝大多数的沿海城市。例如,我国上海市中心区域的平均海拔约4.5米,天津主城区比上海还要低,如果海平面上升7米, 这两个大都市以及其它很多城市将会被海水淹没。如果海平面上升60米,除沿海地区外,华北平原的大部分也会变成大海。
  南极冰盖全部融化将使海平面上升60米左右
  而除了南极和格陵兰岛这些陆地冰盖之外,在北极地区的海洋里也储存着大量的冰。与南极有一片大陆不同,北极地区基本上是一片汪洋——北冰洋。由于气候极端寒冷,北冰洋有相当多的海水冻成了冰,有一部分冰甚至终年不融化。在每年的3月份,北极海冰的面积最大,几乎覆盖了整个北冰洋,范围达到了1400多万平方公里。而在9月份,海冰面积将缩到最小,随后又周而复始。
  根据CryoSat-2卫星的观测数据(2010-2017年)估算,北极海冰在结冰期和融冰期的体积平均值分别约为1.63和1.26万立方公里。有没有觉得奇怪?这么大面积的海冰,体积不仅比不了南极,甚至连格陵兰岛冰盖的零头还不到,这是为什么呢?因为北极海冰的厚度一般在2至4米左右,与南极和格陵兰岛那种厚达一两千米以上的冰盖相比,算是相当薄了。
  北极海冰范围9月最小,3月最大
  北极海冰对北极地区的生态有着重要的意义,例如北极熊就习惯于在冰层上捕猎海豹,如果没有海冰,它们将会饿死或被迫迁居陆地。另外,由亚洲经北冰洋前往欧洲的"北极航道",虽然理论上比苏伊士运河更近,但海冰的存在使得北冰洋极不通畅,在夏季只有南部一些海区可以通航,而在中心区域则终年无法通行船只。
  然而随着全球变暖,北极地区的平均气温逐年升高,这片曾经难以逾越的海冰受到了严重的威胁。2020年9月的海冰范围(至少15%为海冰的区域)仅374万平方公里,比1981~2010年9月平均值减少了约40%,而且厚度也减少了一半以上。由于大面积的海冰会反射阳光,减少地球吸收的热量,海冰的急剧减少会进一步加剧了全球变暖的趋势。有科学预计,最早在2035年,北极的夏天将出现无冰的情况。
  2020年9月北极海冰范围仅有374万平方公里
  前面说过南极和格陵兰岛的冰盖融化会使海平面升高,那么北极海冰的融化,会不会也影响到海平面的高度呢?是上升还是下降呢?人马君发现有不少网友认为:"北极海冰融化,这么多淡水进到海里,当然也会造成海平面升高。"这种观点存在很大的问题,实际上如果不考虑海水的盐度变化等因素的话,海平面将会维持不变!而且只要用初中物理的知识,就可以轻松得出这个结论。
  海冰与陆地冰川不同,它由海水冻结而成,并漂浮在海面上,融化后也就直接又变成了水。为了简化问题,我们不考虑海水的盐度和海流等影响,姑且把海水当成是纯水。水在结成冰后,密度会减小,因此体积会增大。冰的密度约为0.92克/立方厘米,冰的体积比相同质量的水要大8.7%左右。
  由于冰比水轻,所以冰层、冰山等海冰会漂浮在水面上,此时大部分体积位于水下,只有一小部分露出水面。根据初中就学过的物理知识,浮力等于物体排开的水的重力,因此,一块浮在水面上的冰,它所受的浮力与它的水下部分排开的那部分水的重力相等,而冰的浮力此时又等于自身的重力,因此,这块冰的质量,与它水下部分排开的水的质量相同。
  冰山的大部分都在水下
  假设这块冰的质量是1吨,那么它的体积将是1.087立方米,而它的水下部分排开的水,质量也是1吨,这样才能恰好产生1吨(或者说9800牛顿)的浮力,排开水的体积刚好是1立方米。而1吨的冰融化成水,质量不变,正好形成1吨的水,体积还是1立方米,因此水面将维持不变!
  当然,这个结论是理论上的,实际情况比较复杂,例如海水并不是纯水,里面含有一定的盐分,因此密度也会比纯水更大一些,能达到1.02克/立方厘米或更高,但海水在结冰过程中,盐分会被排出,结成的海冰含盐量比较低。
  当海冰融化时,相当于把淡水掺进了咸水,降低了整个大海的含盐量。一般来说,含盐量越高,密度就越大,海水盐度降低会导致密度有所降低,体积会略有增大,从这个角度看海平面是会上升一点点儿。
  北冰洋上的海冰和冰原
  但北极海冰的体积相对于整个地球上的海水来说,实在是太少太少了,海冰融化造成的平均盐度变化微乎其微,而由于盐度变化而引起的海平面上升就更是非常非常小,几乎可以忽略不计。
  除了盐度的影响外,温度、气压、洋流等也会对海水的密度产生影响,另外北极地区也并非全是海水,除了格陵兰岛之外,还存在其它一些岛屿,这些岛上的陆地冰川如果融化,也会对海平面有影响。
  即使把这些因素全考虑进去,北极海冰融化也不会使海平面有明显的变化,至少我国沿海地区的大城市,是完全不用担心受到影响的。真正该考虑的,是海冰融化对生态和气候产生的后果,除了加速全球变暖外,还有可能改变全球的气候模式,并导致一些极端天气等自然灾难。当然,海冰化了也有好处,那就是北极通航,从我国去欧洲和北美就能多一条更近的路线了。
  穿越北冰洋的北极航道
  #全能创作家#

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