圖 1相對于1951-1980，地球在2081-2090年間的溫度變化情況

　　這項研究由美國國家宇航局（NASA）資助。來自美國波士頓大學、中國遙感科學國家重點實驗室、美國阿拉斯加大學、瑞典皇家科學院等7個國家17個科研機構(gòu)的21名研究人員，利用新改進的地面和衛(wèi)星數(shù)據(jù)集，對地球北部緯度地區(qū)的溫度變化和植被生產(chǎn)力之間的關(guān)系進行的詳細調(diào)查研究。中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所曹春香研究員領(lǐng)導她的團隊成員倪希亮、陳偉等作為主要研究人員參與了此項科學研究。

　　北半球氣候變暖的季節(jié)性消失

　　關(guān)于溫室效應(yīng)擴散現(xiàn)象，本研究第一作者、波士頓大學地球與環(huán)境系Ranga Myneni教授指出：“溫室效應(yīng)是由大氣中不斷增多的溫室氣體引起（如水蒸氣、二氧化碳、甲烷），導致地球表面以及周圍空氣變暖。變暖減小了極地海洋冰雪在北冰洋周圍陸地覆蓋，從而使得地表不再反射大量太陽能量，使得地球吸收的太陽能量總量不斷增加。這就形成了氣候變暖和海洋冰雪減少之間正強化循環(huán)關(guān)系，使得溫室效應(yīng)不斷擴散?！?/p>

　　本研究的另一第一作者、波士頓大學博士生徐良指出：“在加拿大與美國北部的環(huán)極地區(qū)域，氣候變暖擴散隨著時間的推移溫度季節(jié)性不斷減小，這主要因為寒冷的季節(jié)比夏季變暖更快”。

　　本研究團隊利用緯度對季節(jié)性變化進行測量。首先為觀測值定義參考緯度，然后定量化研究這些參考廓線隨著時間的季節(jié)性變化。

　　北部緯度地區(qū)植被季節(jié)性隨溫度升高而減小，植被向南擴展

　　主要研究人員曹春香研究員說：“由于地面解凍季節(jié)氣候變暖趨勢加強，地球北部緯度地區(qū)的植被生長可獲取的熱量總量也相應(yīng)增多。這使得過去30年超過1/3的地球北部土地（大于9百萬平方公里，與美國國土面積大體相當）生長力旺盛的植被大量生長，類似的植被也更向南漂移?！?/p>

　　來自美國阿拉斯加大學、本研究的聯(lián)合作者，Terry Chapin教授和Emeritus教授說：“以20世紀80年代初作為參照，北極植被生長周期與北緯64度以北的陸地植被生長周期相同。距離上世紀80年代30年的今天，北極植被生長周期與北緯57度以北的陸地植被生長周期相同，可見植被季節(jié)性向南移動了大約7緯度?！绷硪粊碜悦绹⒗辜哟髮W的聯(lián)合作者Eugenie Euskirchen教授說：“研究結(jié)果表明在過去30年間溫度和植被的季節(jié)性大約減小了4到7緯度?！?/p>

　　來自瑞典皇家科學院和英國謝菲爾德大學的聯(lián)合作者Terry Callaghan教授說：“植被季節(jié)性的減小導致了北極附近的綠度增加，在整個環(huán)北極區(qū)域幾個區(qū)域隨著高大灌木增多及森林的出現(xiàn)，導致綠度不斷增加?！彼赋?，“北美不如歐亞大陸在極圈附近的變綠現(xiàn)象那么顯著”。

　　本研究的主要發(fā)現(xiàn)是盡管在過去30年北極區(qū)域和北極以外的北方區(qū)域的溫度季節(jié)性減小保持著幾乎穩(wěn)定的速度，但是北極變綠速度加快，北方區(qū)域的變綠速度減慢。本研究的聯(lián)合作者、來自挪威自然研究所的Hans T？mmervik高級研究員說：“這或許暗示著隨著溫室效應(yīng)的擴散——包括凍土層解凍、頻繁的森林火災(zāi)、蟲害爆發(fā)、夏季干旱，在北方一些區(qū)域生長季變暖和植被生產(chǎn)力的分離已經(jīng)開始?！?/p>

　　氣候變暖的季節(jié)性消失將帶來的影響

　　本團隊研究分析預(yù)測了未來可能存在的問題，例如基于17種最先進的氣候模型模擬，截止到本世紀末在這些區(qū)域溫度季節(jié)性的消失相對于1951-1980這段時間可能超過20度；這17種模型模擬得到2001-2010年這段時期的溫度季節(jié)性的消失要比實際觀測值要小。來自于波士頓大學地球與環(huán)境系的聯(lián)合作者Bruce Anderson教授說：“由于我們對不同大氣濃度的氣候變化驅(qū)動力實際軌跡還不完全清楚，長時間的預(yù)測結(jié)果需要非常慎重地進行解釋?！?/p>

　　溫度季節(jié)性的變化將通過改變生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（例如木材和傳統(tǒng)食物）影響局部生態(tài)環(huán)境。這也會使得與溫室氣體排放相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)改變，進而影響全球的生物群落。本研究聯(lián)合作者之一，法國巴黎氣候和環(huán)境科學實驗室Philippe Ciais副主任說：“地球北部陸地土壤能夠釋放大量的溫室氣體，這些溫室氣體目前正保存在永久性凍土中。這些土壤大規(guī)模解凍具有加速溫室效應(yīng)擴散的潛力?！?/p>

　　圖 2冒納羅亞火山觀測站得到的大氣CO2濃度（1958-2013）

　　來自于美國馬里蘭洲美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的高級研究員Compton Tucker博士說：“地球上很多生物體的生活方式與溫度以及食物可獲得性的季節(jié)性變化密切相關(guān)，因為陸地上的所有食物最初都是從植被中獲得?？紤]到北極夏天鳥類的遷徙和冬天熊類的冬眠：溫度和植被的季節(jié)性中任何重大改變都可能以我們不知道的方式影響生命體，不僅是在地球北部，地球其他任何地方都是如此?！?/p>

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　　http://dx.doi.org/ (Doi:10.1038/NCLIMATE1836)

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