科学家发现，北极的海冰正在以前所未有的速度，快速消融
９月３日，一个国际科研小组在《科学》杂志网络版上发表了一项研究结果。该项研究表明，现在是北极近２０００年来最热的一段时间。研究同时显示，北极在２０００年来大的趋势是变冷，但却在上世纪以来迅速变暖，到近１０年来达到顶峰。为什么？如你所知，这个问题的答案很可能就是人类排放的温室气体。
长期效果地球气候理应变冷
这项研究成果在上周五出版的《科学》杂志网络版上刊登。研究者们通过分析钻探得到的冰芯、北极湖底的沉积物、树木年轮，以及其他的取样来重建了２０００年来北极夏季温度的变化。研究的领导者、美国北亚利桑那州大学地理环境学院的科学家克雷尔·Ｓ·考夫曼表示，近１０年（从１９９９年到２００８年），是北极２０００年来最暖的时期。而这篇文章的作者之一、美国气候研究中心的贝塔·奥托－布雷斯内尔说：“如果不是因为人类的活动造成温室气体，北极夏天的气温应当在上个世纪逐渐冷下去。”
为什么北极应当逐渐冷下去？因为根据克罗地亚地球物理科学家米兰科维奇的理论，地球气候有一个长达２。１万年的大循环。从８０００年前开始，北极接受到的太阳直射越来越少，所以呈变冷的趋势，如果没有人类存在的话，这个趋势在未来几千年都将继续下去。电脑模拟显示了同样的结果，而这次美国科学家的研究成果也证明了在上世纪之前，北极确实在逐渐变冷。如果“渐冷”理论准确无误的话，北极的夏天应当比现在的实际情况要冷２。５℃。
科学方法借同位素重建历史
如何知道南极２０００年来夏季气温的变化呢？科学家们通过采样物质形成年代和当时温度的对应关系，以１０年为单位重建了北极夏天温度的变化。以冰芯法为例，科学家用中空的钻头钻下冰层，得到一个柱状的冰芯，然后把冰芯一层层切片，逐层研究它的形成时间和北极的夏季水温。
如何知道一段冰芯的形成年代呢？南京师范大学教授、放射地质学专家沈冠军表示，主要可以通过冻结在冰中的微小气泡中的碳１４等放射性元素的衰变来确定这一段冰芯的形成时间。在６×１０１２个碳原子中一定有一个是碳１４原子。这种原子每分钟能放出１６个β粒子。当空气被冻结在水中之后，碳－１４不再能从空气中补充，所以可以通过它的衰变程度来确定它衰变的时间，从而推导出冰层形成的时间。沈冠军表示，这种方法在２０００年的尺度上还是比较准的，但如果时间尺度小于三四百年，准确性就会下降。在这个时间尺度里，可以从温度的不连续变化中看出每年的分界，从而“数”出年代，还可以通过一些物理事件，比如核试验放出的物质在冰芯中的出现来确定它的年代。
那么，如何通过冰芯知道２０００年来北极夏季水温的变化呢？沈冠军表示，通过氧同位素比值法可以确定某一地质年代的水温。所谓氧的同位素，即同属氧元素（Ｏ）但具有不同质量数的氧原子，如氧１６，氧１７和氧１８。数字就是它的质量数。显然，氧１８的质量大于氧１６。含有氧１８的水不易蒸发，含有氧１６的易蒸发。因而，温度越高，水的蒸发量越大，所含氧１６越少，故氧１８／氧１６的值增加；反之氧１８／氧１６的值减小。通过冻在冰层中的氧１８／氧－６的值，就可以知道在冰未冻结时的温度情况。在北极，海水只有在夏季不结冰，所以得出的是夏季水温。中国大气物理研究所研究员石广玉表示，用氧同位素法测定地质时代温度的方法相当可靠，已经广泛被科学界认可，研究气候变化的人只要读取实地考察得来的数据即可。
相应结论人类活动难辞其咎
这无疑给人类活动排放温室气体造成全球变暖提供了最强有力的证据。关于当今全球变暖的趋势到底是人为原因造成的，还是单纯自然力的作用，一直存在争论。比如有人提出“１５００年气候循环理论”，认为现在地球正处在逐渐变暖的时期，没有人类活动也是如此。而现在，科学家的研究证明了起码在北极地区，人类活动对变暖趋势难辞其咎。
参与研究的美国国家气候研究所科学家大卫·舒内德说：“这个研究给我们提供了一个长期的纪录，揭示了人类活动产生的温室气体如何压倒了自然天气系统的变化规律。”
参与研究的美国亚利桑那大学地理科学教授乔纳森·Ｔ·奥弗派克说：“我们曾经预测北极会对人类造成的气候变化非常敏感，我们的研究成果说明确实如此。”他还补充说，北极的冰层消失，让地球反射阳光的能力大辐下降，而且冰层下的黑土和深色海水暴露出来，吸收更多的阳光，这样又会反过来加剧地球变暖。
对于是否应当通过决议减少温室气体排放，美国国内一直存在争论。由于这次关于北极的测量活动是美国政府支持的，所以它肯定会推进美国第一批关于温室气体排放的限制法令的制定。如果这些法令被制定并严格执行的话，国家将按吨向温室气体排放者收费，估计到时美国的温室气体排放量将会减少８０％。
链接：米兰科维奇循环
气候的影响因素很多，其中最容易计算的是地球轨道的变化引起的太阳辐射量的变化。米兰科维奇循环（Ｍｉｌａｎｋｏｖｉｃｈｃｙｃｌｅｓ），是克罗地亚科学家米兰科维奇提出的一种地球气候变动理论。它与３种地球绕日运行轨道的变化有关。
首先地球公转轨道偏心率会随着时间变化，有一个约９。６万年的周期。其间地球的轨道皆在较圆的椭圆形与较扁的椭圆形之间变化，轨道偏心率越小时，四季变化相对较不明显，也不易有冰期的发生。反之，偏心率越接近１的轨道，四季明显，也较易产生冰期。这是最长的周期。
还有一个地球自转轴倾斜角度的变化周期。地球自转轴的倾斜角度介于２１。５度到２４。５度之间，以４。１万年为周期。角度越大，高纬度地区因接受辐射的时间差异较大，易形成冰期。这是中间长度的周期。
还有一个最短的周期是地轴的进动。进动是自转物体之自转轴又绕着另一轴旋转的现象。在转陀螺的时候，陀螺快倒了的时候它的轴会左右“摇摆”，仔细看的话会发现其实不是摇摆，而是在绕着一个轴旋转。地球也像陀螺一样，它的自转轴也会旋转。不过地轴的进动周期可比陀螺长多了，达２。６万年。进动会改变地球各点太阳照射的角度，因为北半球陆地多，对热量的吸引和释放都比较快，所以若因进动而导致南半球在远日点时倾向太阳，北半球的冬天将较为酷寒。综合考虑另外两个周期，北半球的气候变化最短周期为２。１万年。
