地球边缘的气候科学景象

气候科学家 通常认为斯瓦尔巴是全球变暖的热点地区。自 20 世纪 90 年代以来,地球的平均气温上升不到 1 摄氏度,但在这片夹在挪威大陆和北极之间的冰冻群岛上,冬季平均气温每十年却上升了 1.7 摄氏度。在这个地球偏远的角落,即使是几度的变化也会极大地改变地貌。

由于斯瓦尔巴地区升温如此极端,科学家们纷纷前来研究该地,自 2019 年以来,摄影师 Esther Horvath 一直在这里的冰冻地带捕捉生活场景。她的焦点是:一群国际化的女性,其中一些只有二十多岁,她们管理着曾经的矿业村庄、如今的科学考察营地——尼阿莱松。从那里,她们亲眼目睹了气候变化的全部威力,并揭示了偏远地区的变化如何影响到整个地球。这里的研究人员取得了非凡的发现,其中包括第一个证据表明,一个世纪以来,温暖的北大西洋水域一直在渗入北极——这一过程被称为“大西洋化”。在长达数月的极夜里,这大约 30 名常年居民的工作,照亮了地球上受气候影响最严重的区域。

Squall at Ny-Ålesund
Esther Horvath

 前往尼阿莱松的旅途充满危险。斯瓦尔巴狂暴的雪风很少停歇,足以让飞机起降。当 Horvath 于 2022 年 3 月前往该地时,风暴正在酝酿;她着陆 10 分钟后,一场风暴以如此强大的力量袭击了村庄,以至于她无法睁开眼睛。如果她的航班晚起飞五分钟,他们就无法抵达。在这种情况下,两场风暴正在发生碰撞,留下的通行窗口非常狭窄。

Scientist checks snow sensor
Esther Horvath

 在维护视频现场降雪传感器(用于分析雪粒大小和分布)时,尼阿莱松的科学家们需要的不仅仅是维护工具。所有进入这片冰冻土地的人都必须携带枪支和信号枪,以防范游荡的北极熊。所有新到村庄的人,包括像 Fieke Rader 这样的研究生,都必须接受射击课程,为罕见但可能危险的遭遇做准备。

Helmet jellyfish in bucket on ice
Esther Horvath

 这里显示的头水母是北极的新居民,对当地生物多样性构成威胁。该物种通常生活在世界几乎所有海洋的温带水域,但由于气温升高,极地的冰冷区域变得更加宜居。这种无脊椎动物只在夜间浮出水面,但在斯瓦尔巴附近的海域,它们造成了混乱:它们繁殖迅速,吞食磷虾和小鱼,而这些是生活在冰冷深海中的其他生物赖以生存的食物。

Receptionist with pet dog
Esther Horvath

 挪威居民兼接待员 Signe Maria Brunk 是尼阿莱松少数养宠物的人之一。事实上,她来这里的唯一条件就是可以带上她的两条狗。宠物不允许生活在室内或自由活动(以保护当地野生动物,如鸟类),但村庄的雪橇犬和像她一样的狗狗们拥有一个围起来的院子和小屋。Horvath 说,在那里,这些毛茸茸的居民在长达数月或数年的驻扎期间提供至关重要的陪伴——在冰岛的孤立角落尤其重要。

Bayeleva permafrost observatory
Esther Horvath

 Bayelva 长期气候和永久冻土观测站位于尼阿莱松郊外。在过去的 24 年里,像 Julia Boike 这样的地球物理学家发现,永久冻土的最上层——被称为季节性融化层(因为它在夏季融化,在冬季冻结)——的深度几乎翻了一番。更厚的季节性融化层意味着更多的永久冻土融化,释放出甲烷,这是一种强效温室气体,会加速变暖。其影响将在附近造成严重后果:在斯瓦尔巴群岛,许多房屋的地基建在这层土壤中,原以为它会保持坚固。

Technician-diver prepares to enter water
Esther Horvath

 对于德国阿尔弗雷德·韦格纳极地和海洋研究所运营的该镇中心之一的潜水员兼技术员 Laura Eicklemann 来说,潜入冰冷的海港是日常工作的一部分。在她下面是漆黑的、低于冰点的水面,她观察着峡湾不断变化的水冰平衡,并维护着观测站的水下组件,其中包括温度、盐度和 pH 值传感器。这个地方是气候剧烈变化的一个鲜明写照:通常在三月,也就是拍摄这张照片的时候,峡湾应该是完全冻结的,人们可以在上面驾驶雪地摩托。

Scientists on boat deploy net to catch marine animals
Esther Horvath

 在北极地区乘船出行很少会是温暖的体验,但如果船完全由金属制成,寒冷会渗透到骨子里。研究员 Charlotte Havermans 必须忍受这样的条件来测量海洋,并捕捉入侵性的头水母。在这张照片中,Havermans(右)和她的同事 Marine Ilg 刚刚捕捉到了一只这样的标本——它可能对尼阿莱松的本地动植物造成严重威胁。

Scientist releases weather balloon at night
Esther Horvath

 Horvath 指出,气候变化不会一夜之间发生,因此测量微小的日复一日的变化,就能显示一个动态变化的世界。自 20 世纪 90 年代以来,每天午餐时间,尼阿莱松的科学家们,如 Sandra Graßl,都会释放一个像这样的气象气球。从海拔近 18 英里(约 29 公里)的高度,大气仪器收集温度、湿度和风速等数据。这些指标使科学家们能够计算出水循环的变化和其他发展。在 90 年代,从该地点部署的气象气球被用来绘制臭氧层损耗及其恢复历程的图谱。

Researchers spend down time indoors painting
Esther Horvath

 当尼阿莱松的研究人员来到这里研究冰冻的地貌和大气时,他们实际上与外界断开了所有联系。Horvath 说,没有无线电信号,也没有 WiFi。科学家们不再花费时间刷 TikTok 或与家乡的人交流,而是必须想办法用其他活动来填补时间,比如绘画。在这个北极地区,即使是和朋友们在室内放松,也需要穿上厚外套并戴上头灯。

Lidar laser shoots up from research base
Esther Horvath

 在晴朗的夜晚,法国-德国联合北极研究基地 AWIPEV 上空会射出一束绿色激光。在过去的 25 年里,阿尔弗雷德·韦格纳研究所一直使用这个基于激光雷达的系统来研究空气中的气溶胶。这些颗粒在大气中起着许多重要作用——比如云的形成——但监测它们的含量也为我们提供了观察变化条件的宝贵机会——例如,当森林火灾和其他遥远的や气候事件的证据到达北极时。

Observatory radio telescope
Esther Horvath

 Susana Garcia Espada,尼阿莱松大地测量学天文台的运营工程师,站在该天文台 20 米宽的射电望远镜的光辉中。这些巨大的天线可以探测到遥远天体(如类星体)的信号,这些天体距离地球最远可达 130 亿光年。这些脉冲信号可以告诉研究人员地球在空间中的位置、其围绕太阳运行的速度以及地壳的移动速度——所有这些因素都会影响我们的气候。

这篇文章最初发表在《大众科学》2022 年秋季刊惊险表演者主题中。阅读更多PopSci+文章。

 

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Esther Horvath

摄影师


Sara Kiley Watson 是《科学美国人》的撰稿人兼前新闻编辑。她于 2017 年作为实习生开始在《科学美国人》工作,然后于 2019 年全职加入团队,担任编辑助理,并自 2021 年起负责可持续发展报道。


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