如何在外星建造人类家园？“就地资源利用”刺激创新
据国外媒体报道，人类即将重返月球，而这一次，我们可能会建立长期的月球基地。然而，在长期的太空任务中，宇航员们的生活和工作都需要必要的基础设施，他们还需要展开实地探索活动，与地球保持联系，同时生产对生存至关重要的氧气和水。从地球上携带所有这些基础设施需要付出极为昂贵的代价，因此，更合理的方案是就地获取材料并进行建造。为了探索这种可能性，欧洲空间局(ESA)的“探索与准备”(Discovery & Preparation)计划已经为多个研究项目提供了支持。
使用其他天体上的材料建造基础设施和生产设施的解决方案被称为“就地资源利用”(ISRU)。以往在这一领域的研究已经探索并展示了ISRU的基本概念，主要结合了勘探现场发现的资源与从地球带来的材料。
想要建立一个能够保护宇航员免受恶劣环境——包括稀薄或不存在的大气、极端温度、强辐射甚至微流星体等——影响的地外家园，ISRU就是必需的。通过利用就地资源，我们将能够在其他星球表面建造道路，以及往返地球所需的发射和着陆平台。ISRU也可以用来生产能够产生并储存能量的发电设备，以及用于通信的天线塔。此外，ISRU还可以生产大量的水和氧气，用于维持宇航员的生命，并制造出可供外星探索和最终返回地球的推进剂。
1999年，第一个与ISRU相关的“探索与准备”研究项目重点关注了推进和动力系统，并评估了本世纪对先进推进技术的需求。这项研究的结论是，ISRU可以降低火星任务的成本，同时提高推进性能，但ISRU技术的研究和开发应该马上开始。
因此，在欧空局其他所有项目的配合下，ISRU的相关研究继续进行。2000年完成的一项研究侧重于未来太空探索所需的动力系统，包括设计一座ISRU化工厂，以生产推进剂和生命维持所需的化学品，以及外星表面活动所需的燃料。
同时进行的其他研究则更广泛地关注长期的太空探索，其中一项研究考虑了火星探索需要什么样的架构和技术。该研究探索了利用火星大气和土壤来生产推进剂和宇航员生存所需液体——包括氮、氧、氢和水——的可能性。另一项研究关注的是人类在长期星际和行星环境中的生存能力和适应性，发现ISRU在生产推进剂和生命维持消耗品方面可能有着重要的作用。
13年时间很快过去，随着技术的发展，研究人员已经能够探索更加具体的ISRU概念，包括一个从火星大气中收集、储存二氧化碳并将其输送到推进器的系统。这项由空中客车公司进行的研究提出了从二氧化碳中去除灰尘和水的方法，以及如何将二氧化碳液化储存。
在过去的几年里，“探索与准备”计划还支持了诸多研究，比如利用月球土壤建造基础设施，以及更具体的能源生产和储存方法;最近的一项研究探索了如何利用月壤储存热量，并为宇航员、漫游车和着陆器提供电力。
一项研究探索了月球模拟设施如何支持ISRU技术的发展，包括对就地材料的挖掘和加工方法进行测试，以及如何利用3D打印等工艺将这些材料用于建造结构。
另一项研究证实了月壤作为建筑材料的可行性。研究人员选择了一种利用月壤打印结构的合适工艺，甚至设计了一个可打印的居住地。还有一项研究最近更进一步，探索了如何利用月球风化层进行3D打印，甚至确定了效果最好的打印工艺。
作为现有3D打印技术的替代方案，2019年的一项研究试图将月壤转化为纤维，用于建造坚固的结构。研究人员制作了一份材料样本，证明用这种方法制造局部不透水的结构是可能的。
最近，“探索与准备”计划资助的一组研究探索并定义了欧空局的月球IRSU示范任务，该任务的目标是到2025年时，证明在月球上生产水或氧气是可能的。这些研究探索了实际能生产水和氧气的系统，提出了一个使用“碳热反应堆”从土壤中提取氧气并用其来生产水的方案。另外两项研究分别探索了该系统如何依靠着陆器作为电源，以及它如何与地球通信。
为了实施月球ISRU示范任务，欧空局打算从商业机构采购任务赋能服务，包括有效载荷交付、通信和操作服务等。在这一过程中，欧空局将利用并进一步培育现有的商业方案，这些方案可能在未来的月球探索场景中得到广泛应用。
欧空局目前还在进行“PROSPECT”任务，该任务将探访并评估月球上的潜在资源，为未来可能用于开采这些资源的技术做准备。PROSPECT将在月球南极附近的月表下进行钻探，提取可能含有水冰和其他可能在极低温度下冻结的化学物质的样本。然后，钻头将把样本送到一个化学实验室，在那里对样本进行加热，以提取化学物质。这次任务将作为俄罗斯领导的“月球-27”(Luna-27)任务的一部分，并将测试未来可能应用于地外资源开采的过程。
2019年5月，欧空局发布了“空间资源战略”(Space Resources Strategy)，以支持到2040年利用就地资源维持人类在月球上存在的雄心。该战略着眼于人类需要发现和发展什么样的技术，以支持可持续的太空探索。该战略涵盖的时间范围到2030年，届时月球资源的潜力将通过在月球上的测量得到确定，关键的技术也将被开发和展示出来，并将确定将其纳入国际任务架构的计划。该战略公布后，欧空局主办了一个研讨会，以确定实现空间资源利用所需的下一步计划。
2020年，欧洲航天局建立了一个原型工厂，从模拟的月球尘埃中生产氧气。从月壤中去除氧气会留下各种金属，因此该研究的另一个方向就是从这些材料中生产出最有利用价值的合金，并探索它们在月球上的用途。最终目标是设计一个可以在月球上持续运行的“试点工厂”，第一个技术示范计划在本世纪20年代中期进行。
这一领域的其他太空机构在做什么？
美国国家航空航天局(NASA)的月球勘测轨道飞行器已经探明，月球某些地方的月壤中存在水冰。从该轨道器释放的月球坑观测和传感卫星(LCROSS)在2009年10月9日撞击月球，产生了16千米高的尘埃羽流。科学家经过观察和分析后，确定了月球表面的化学成分，表明水的确存在于月球上。
NASA还在开发多项将造访月球的立方卫星轨道任务，如“月球手电筒”(Lunar Flashlight)、“月球地图”(LunaH-MAP)和“月球冰立方”(Lunar IceCube)等，这些任务将致力于发现月球上有多少水冰，以及在哪里可以找到水冰。
NASA的第一个火星着陆器“海盗号”发回了有关火星大气的重要数据，揭示了火星大气中95.9%的成分为二氧化碳。基于这一发现和后续探测任务传回的信息，NASA已经开发出了将火星大气中的二氧化碳转化为氧气的技术，这将有利于人类前往火星的任务。最近，NASA选择了火星氧气原位资源利用实验(MOXIE)作为“毅力”号火星探测车搭载的7个科学仪器之一。
挥发物是一种容易蒸发的物质，有可能成为月球上的水源。NASA正在与其他空间机构一道，协调对月球极地挥发物探测的国际合作，以确定挥发物作为潜在资源的可行性，并试图将月球作为火星ISRU技术的试验场。
中国国家航天局未来的任务也有望将月球极地挥发物作为潜在资源。在中国的国际月球研究站设想中，预计将在本世纪20年代末到30年代初建成一个用于科学研究的自动化设施，可能为利用月球资源提供先机。
俄罗斯联邦航天局(Roscosmos)正在与欧空局合作进行三次“月球”系列任务，其中就包括“月球-27”任务，它将承载欧空局PROSPECT项目的一揽子计划。该任务将在月球极地地区进行测量，重点关注那里可能发现的低温挥发性物质。
目前，研究者已经提出了许多想法，为定居点、移动基础设施(如道路和着陆平台)、辅助基础设施(如通信、能源生产和储存)和硬件(如工具、室内设备、机械和衣物)的建设提供了支持。
这些想法中，包括了融化和3D打印月壤、用月壤制造太阳能电池，以及优化能量储存的新方法。此外，也有研究者在寻找不需要月壤就能利用有机垃圾种植植物，利用月壤建造有利于作物生长的温室，以及利用太空垃圾建造基础设施的方法。目前，欧空局正在以多种形式为这些想法提供资助，希望早日能将它们变成现实。
随着我们对月球和小行星的认识和了解逐渐提高，国际和私营机构更多地参与空间技术，以及新技术的出现，利用空间资源进行外星探索的可能性已触手可及。
当然，开发利用就地资源支持未来宇航员的技术和方法仍然是一项挑战，但在克服这项挑战的过程中，相关的技术需求和管理有限资源的新方法也会刺激地球上的创新。这或许将帮助我们找到应对全球挑战的新方法，并为地球工业带来中长期的经济回报。
据国外媒体报道，人类即将重返月球，而这一次，我们可能会建立长期的月球基地。然而，在长期的太空任务中，宇航员们的生活和工作都需要必要的基础设施，他们还需要展开实地探索活动，与地球保持联系，同时生产对生存至关重要的氧气和水。从地球上携带所有这些基础设施需要付出极为昂贵的代价，因此，更合理的方案是就地获取材料并进行建造。为了探索这种可能性，欧洲空间局(ESA)的“探索与准备”(Discovery & Preparation)计划已经为多个研究项目提供了支持。
使用其他天体上的材料建造基础设施和生产设施的解决方案被称为“就地资源利用”(ISRU)。以往在这一领域的研究已经探索并展示了ISRU的基本概念，主要结合了勘探现场发现的资源与从地球带来的材料。
想要建立一个能够保护宇航员免受恶劣环境——包括稀薄或不存在的大气、极端温度、强辐射甚至微流星体等——影响的地外家园，ISRU就是必需的。通过利用就地资源，我们将能够在其他星球表面建造道路，以及往返地球所需的发射和着陆平台。ISRU也可以用来生产能够产生并储存能量的发电设备，以及用于通信的天线塔。此外，ISRU还可以生产大量的水和氧气，用于维持宇航员的生命，并制造出可供外星探索和最终返回地球的推进剂。
1999年，第一个与ISRU相关的“探索与准备”研究项目重点关注了推进和动力系统，并评估了本世纪对先进推进技术的需求。这项研究的结论是，ISRU可以降低火星任务的成本，同时提高推进性能，但ISRU技术的研究和开发应该马上开始。
因此，在欧空局其他所有项目的配合下，ISRU的相关研究继续进行。2000年完成的一项研究侧重于未来太空探索所需的动力系统，包括设计一座ISRU化工厂，以生产推进剂和生命维持所需的化学品，以及外星表面活动所需的燃料。
同时进行的其他研究则更广泛地关注长期的太空探索，其中一项研究考虑了火星探索需要什么样的架构和技术。该研究探索了利用火星大气和土壤来生产推进剂和宇航员生存所需液体——包括氮、氧、氢和水——的可能性。另一项研究关注的是人类在长期星际和行星环境中的生存能力和适应性，发现ISRU在生产推进剂和生命维持消耗品方面可能有着重要的作用。
13年时间很快过去，随着技术的发展，研究人员已经能够探索更加具体的ISRU概念，包括一个从火星大气中收集、储存二氧化碳并将其输送到推进器的系统。这项由空中客车公司进行的研究提出了从二氧化碳中去除灰尘和水的方法，以及如何将二氧化碳液化储存。
在过去的几年里，“探索与准备”计划还支持了诸多研究，比如利用月球土壤建造基础设施，以及更具体的能源生产和储存方法;最近的一项研究探索了如何利用月壤储存热量，并为宇航员、漫游车和着陆器提供电力。
一项研究探索了月球模拟设施如何支持ISRU技术的发展，包括对就地材料的挖掘和加工方法进行测试，以及如何利用3D打印等工艺将这些材料用于建造结构。
另一项研究证实了月壤作为建筑材料的可行性。研究人员选择了一种利用月壤打印结构的合适工艺，甚至设计了一个可打印的居住地。还有一项研究最近更进一步，探索了如何利用月球风化层进行3D打印，甚至确定了效果最好的打印工艺。
作为现有3D打印技术的替代方案，2019年的一项研究试图将月壤转化为纤维，用于建造坚固的结构。研究人员制作了一份材料样本，证明用这种方法制造局部不透水的结构是可能的。
最近，“探索与准备”计划资助的一组研究探索并定义了欧空局的月球IRSU示范任务，该任务的目标是到2025年时，证明在月球上生产水或氧气是可能的。这些研究探索了实际能生产水和氧气的系统，提出了一个使用“碳热反应堆”从土壤中提取氧气并用其来生产水的方案。另外两项研究分别探索了该系统如何依靠着陆器作为电源，以及它如何与地球通信。
为了实施月球ISRU示范任务，欧空局打算从商业机构采购任务赋能服务，包括有效载荷交付、通信和操作服务等。在这一过程中，欧空局将利用并进一步培育现有的商业方案，这些方案可能在未来的月球探索场景中得到广泛应用。
欧空局目前还在进行“PROSPECT”任务，该任务将探访并评估月球上的潜在资源，为未来可能用于开采这些资源的技术做准备。PROSPECT将在月球南极附近的月表下进行钻探，提取可能含有水冰和其他可能在极低温度下冻结的化学物质的样本。然后，钻头将把样本送到一个化学实验室，在那里对样本进行加热，以提取化学物质。这次任务将作为俄罗斯领导的“月球-27”(Luna-27)任务的一部分，并将测试未来可能应用于地外资源开采的过程。
2019年5月，欧空局发布了“空间资源战略”(Space Resources Strategy)，以支持到2040年利用就地资源维持人类在月球上存在的雄心。该战略着眼于人类需要发现和发展什么样的技术，以支持可持续的太空探索。该战略涵盖的时间范围到2030年，届时月球资源的潜力将通过在月球上的测量得到确定，关键的技术也将被开发和展示出来，并将确定将其纳入国际任务架构的计划。该战略公布后，欧空局主办了一个研讨会，以确定实现空间资源利用所需的下一步计划。
2020年，欧洲航天局建立了一个原型工厂，从模拟的月球尘埃中生产氧气。从月壤中去除氧气会留下各种金属，因此该研究的另一个方向就是从这些材料中生产出最有利用价值的合金，并探索它们在月球上的用途。最终目标是设计一个可以在月球上持续运行的“试点工厂”，第一个技术示范计划在本世纪20年代中期进行。
这一领域的其他太空机构在做什么？
美国国家航空航天局(NASA)的月球勘测轨道飞行器已经探明，月球某些地方的月壤中存在水冰。从该轨道器释放的月球坑观测和传感卫星(LCROSS)在2009年10月9日撞击月球，产生了16千米高的尘埃羽流。科学家经过观察和分析后，确定了月球表面的化学成分，表明水的确存在于月球上。
NASA还在开发多项将造访月球的立方卫星轨道任务，如“月球手电筒”(Lunar Flashlight)、“月球地图”(LunaH-MAP)和“月球冰立方”(Lunar IceCube)等，这些任务将致力于发现月球上有多少水冰，以及在哪里可以找到水冰。
NASA的第一个火星着陆器“海盗号”发回了有关火星大气的重要数据，揭示了火星大气中95.9%的成分为二氧化碳。基于这一发现和后续探测任务传回的信息，NASA已经开发出了将火星大气中的二氧化碳转化为氧气的技术，这将有利于人类前往火星的任务。最近，NASA选择了火星氧气原位资源利用实验(MOXIE)作为“毅力”号火星探测车搭载的7个科学仪器之一。
挥发物是一种容易蒸发的物质，有可能成为月球上的水源。NASA正在与其他空间机构一道，协调对月球极地挥发物探测的国际合作，以确定挥发物作为潜在资源的可行性，并试图将月球作为火星ISRU技术的试验场。
中国国家航天局未来的任务也有望将月球极地挥发物作为潜在资源。在中国的国际月球研究站设想中，预计将在本世纪20年代末到30年代初建成一个用于科学研究的自动化设施，可能为利用月球资源提供先机。
俄罗斯联邦航天局(Roscosmos)正在与欧空局合作进行三次“月球”系列任务，其中就包括“月球-27”任务，它将承载欧空局PROSPECT项目的一揽子计划。该任务将在月球极地地区进行测量，重点关注那里可能发现的低温挥发性物质。
目前，研究者已经提出了许多想法，为定居点、移动基础设施(如道路和着陆平台)、辅助基础设施(如通信、能源生产和储存)和硬件(如工具、室内设备、机械和衣物)的建设提供了支持。
这些想法中，包括了融化和3D打印月壤、用月壤制造太阳能电池，以及优化能量储存的新方法。此外，也有研究者在寻找不需要月壤就能利用有机垃圾种植植物，利用月壤建造有利于作物生长的温室，以及利用太空垃圾建造基础设施的方法。目前，欧空局正在以多种形式为这些想法提供资助，希望早日能将它们变成现实。
随着我们对月球和小行星的认识和了解逐渐提高，国际和私营机构更多地参与空间技术，以及新技术的出现，利用空间资源进行外星探索的可能性已触手可及。
当然，开发利用就地资源支持未来宇航员的技术和方法仍然是一项挑战，但在克服这项挑战的过程中，相关的技术需求和管理有限资源的新方法也会刺激地球上的创新。这或许将帮助我们找到应对全球挑战的新方法，并为地球工业带来中长期的经济回报。
#开普勒62号##宇宙探索之旅##第三册：旅行#
“开普勒62号”系列共有6册，是由芬兰作家提莫·帕维拉与挪威作家比约恩·肖特兰德联手芬兰插画家帕西·皮特卡能创造出的一系列吸引眼球的故事。在这个故事里，孩子们接受游戏的邀请，飞到远离地球1200光年的62e星球。陌生的环境，潜在的危机，还有危险生物虎视眈眈，他们该如何生存下去。本丛书同时出版于芬兰和挪威，并在两个国家均被评选为年度畅销童书。
【第十三章】
阿里先试着动了动双手，接着伸了伸腿，他可以自由地转头了，这让他松了口气。但是有某种东西紧紧地缚在他的腰间，他不禁想到了被针刺穿制成标本的昆虫，幸好，他的双手找到了皮带扣，像解飞机上的安全带一样轻松地打开了。与此同时，他感觉到自己的身体像蝴蝶一样飞起来了，他还处于失重状态，这说明他们还在太空中的某个角落。
阿里下意识地掏了掏口袋，但是马上又收回了手，并且嘲笑自己的愚蠢。紧贴皮肤的连体衣上根本没有口袋，而且他也没有手机能够用来查看时间、日期或者年份。他看向四周，准备从他所看到的东西中得出结论。一个，两个，三个，四个玻璃舱，其中有两个是敞开的，除了他自己的之外还有另一个。他记得乔尼的位置在他的旁边，而他旁边的玻璃舱还是关着的，所以另一个是玛丽或者奥利维亚。
他的意识仍旧有点模糊，怎么也想不起当初登上飞船时玛丽躺在哪个玻璃舱里。总之他们中间有一位醒过来了，或者说被唤醒。客舱内只有阿里一个人，所以另一个人一定在驾驶舱或者货舱。阿里猜测是在驾驶舱。
狭窄的过道通向前方的驾驶舱，以及旁边附带的小实验室。一个想法突然涌入阿里的脑海：谁说过，第四个玻璃舱里躺着的就是玛丽呢？就算奥利维亚是这么说的，也许女孩根本没有和他们一起出发。奥利维亚的意思十分模糊，让人很难猜透。真相永远地留在身后遥远的地球上了。
阿里谨慎地拉开驾驶舱的门，他隐约分辨出驾驶位上有个人影。这也可能是一种错觉，闭着眼睛睡了那么久之后，他还需要点时间来适应用眼睛看东西。大脑已经忘记了如何处理接收到的信息，因此他的视野时而很清晰，时而又很模糊。阿里向前移动得更近些，此刻的他希望手里拿着某种……武器。他被自己的想法惊到了。他为什么会这么想呢？他为什么会想到武器？在这飞船里用武器能做什么呢？飞船只要破了一个洞，一切就都完蛋了，阿里当然明白这个道理。
阿里看见一只手正搭在驾驶位的扶手上，一只普通的人类的手，十分娇小。阿里现在十分肯定，他之前看见任何人的手从未如此高兴过。
“它当然花费了一段时间。”玛丽说道，她并没有特意看一眼阿里。显然，并不需要，玛丽当然知道男孩长什么样子。人的相貌在几十年内不会发生很大的变化，尤其是当他们在太空中，相貌更是不会改变了。
“什么花费了一段时间？”阿里还很迷糊，无法正常理解事情。
“你的苏醒，它持续了一段时间。”
“多久？”
“一个月。”
“哈？”
“但是当我……”阿里回头望向来时的方向。所有关于溺水、大海、黑暗的记忆都回到了脑子里并再次消逝。一个月。他竟然用了整整一个月的时间才苏醒过来。这是快还是慢呢？
“那个……现在几点了？”
“你在讲笑话吗？”玛丽的声音十分冷淡。
“没错，这是我新生命的第一个笑话。”
“一点也不好笑。”
“没办法，我现在只能用一半大脑思考，另一半还在恢复期。”
这时，阿里反应过来他应该透过驾驶舱狭窄的窗口向外看一看。窗外的景象几乎让阿里才恢复工作的心脏停跳。在他们的面前、头顶，以及两侧舞动着电动帆展开的闪闪发光的电线。他们就像是穿梭在流星雨中。从飞船两侧的窗户向外看又可以看到另一番景象，像是有彗星拖着自己长长的尾巴护卫在他们的两侧。平塔号与尼尼亚号。想到这儿，阿里顿感轻松。他们并不孤单。
“我不知道这些亮亮的东西是不是和我们一起的，但是它们看起来挺酷的。”玛丽像是读懂了阿里的想法一样开口说道。
“为什么不是？”
“因为现在显然有个地方发生了错误。”玛丽转动椅子朝向阿里。女孩的脸色十分苍白，眼神很严肃。她看起来像是刚刚哭过。一种突如其来的责任感在阿里体内苏醒，他伸出手想要安慰女孩。女孩重重地将阿里的手推向一边。
“不要！我可不需要任何安慰，不过等会儿你就需要了。”
“什么意思？”
“我想，我们都会死。”
阿里张嘴想要说些什么，然而女孩认真地竖起一根手指。
“这不是开玩笑，我的意思是，我们很快就要死了。”
“为什么……你怎么……”阿里的视线扫过驾驶舱里一百个显示屏，上面闪烁着五颜六色的光，以及飞快地掠过各种数字。他将视线集中在其中两块较大的显示屏上，一块上面显示的是雷达图像，另一块上则只有不停变化的数字。阿里试着去深入思考，但是他想得越多，头越痛。他不知道女孩到底是什么意思。
“大概在两个月前我就被唤醒了。从那时起我就在努力弄明白原因。”
“也许我们马上要到目的地了？”阿里建议道。
“我一开始也是这么想的。”
“但是？”
“我们还没到目的地，这一点我还是知道的。”
玛丽示意阿里看另一块显示屏，上面有一串不停变化的数字。
“这代表的是我们的旅行时间，以秒为单位。”
“好长呀。”
“13 063 680 000秒。大概是420年。”
阿里下意识地看向四周，他想要找面镜子，或者是反光的平面。一下子知道自己竟然已经四百多岁了，这个信息让他有点难以消化。
“别怕，你看起来和以前一样年轻，甚至连胡子都没长。”玛丽安慰道，“多年来，机器一直使我们的身体器官处于停滞状态。”
“420年。这是地球时间还是太空时间？”阿里试图回忆当初训练的时候所学到的东西。宇宙飞船的移动速度十分快，所以它的时间与地球上的时间比起来，要慢很多，也就是说……阿里的头又开始痛了。
玛丽耸了耸瘦弱的肩膀。
“但是……如果时间已经过了这么久……”
四百多年。他们几乎睡过去了半个千禧年。这让人难以置信。阿里混乱的脑袋无法理解这个信息。
“这不算什么，”玛丽用不带任何感情的声音说道，“打个比方，就像是我们刚刚把家里的大门关上，另一只手还留在门把手上。”
阿里干笑了一声。玛丽并不明白许多事情，她早在其他人还在空间站时就已经被麻醉了。
“听着，这艘飞船正以不可思议的速度行驶。差不多150千米/秒。1秒150千米！你可以设想一下，7秒就能飞过整个芬兰或者挪威。”阿里像给小孩子解释一样对玛丽说道。
“299 792 458。”玛丽念了一个数字。
“哈？”
“这是第二次。”
“什么？”
“你已经是第二次说‘哈’。你是打算一直重复这个字吗，旅程还长着呢。”玛丽叹了口气说道，“那是光速，每秒大约300 000 000米，是这艘飞船速度的两千倍。”
“哈……所以呢？”
“按照光速行驶的话，从地球飞往开普勒要花费1200年，按照飞船现在这个速度行驶的话要花费的时间是1200年的两千倍。最后的答案有太多零了。事实上，我之前搞错了，我们现在连家里的门槛都没有迈出去，还在门厅呢。但是我们现在就被唤醒了，所以一定是有个地方发生了错误。”
阿里和玛丽不约而同地看向窗外无边无际的太空。黑暗中，飞船的触手闪闪发光。
【第十四章】
雷达显示屏上出现了一种跳动的不规则图案，位于屏幕中心点的上方，只有一角钱硬币的大小，它周围的区域则是一片空白。
“它变大了。”玛丽说道，“我一直在研究它，起初很难从屏幕中注意到它，现在则是根本无法忽视了。”
“是它变大了还是我们越来越接近它了？”
“我们一直朝着它行驶。”
“但是它到底代表着什么？”
玛丽没有回答。
“四百多年。按照地球时间算的话会更长，也就是说不止四百多年。那么现在地球还存在吗？”阿里的大脑正拼命抵制着这种想法，他拒绝思考这些问题。然而……如果他们几个是仅剩的人类呢？
“我们再梳理一下到目前为止所有的信息。”玛丽提议道，“首先，机器把我唤醒。”
“停。为什么只有你被唤醒？为什么不是奥利维亚？她可是我们整个队伍的负责人。”
“我不知道，我只知道系统唤醒的人只有我。这肯定是为了整个团队的安全考虑，提前就已经设置好了的，无论什么时候，叫醒我都是最佳的选择。”玛丽说道。
“也就是说，你比奥利维亚还重要？”
“大概是这样。”
“那我呢？”阿里非常惊讶，“我也比奥利维亚重要？”
“并不是。”
“哈……好吧，那为什么？”
“是我唤醒的你。”
“哈？”
“我需要有人陪着我。监视器里我能看见你们所有人，然而我不想让那个小屁孩，抱歉，你的弟弟来陪我，也不想让那个扎了我一针的坏女人醒过来，所以，你是我选中的幸运儿。”
“好吧，谢谢。”阿里闭上了眼睛，他有些疲惫，为了从噩梦里醒来，他就像四百多年没有睡过觉一样。
“事实已经很清楚了，机器叫醒了我，然后我叫醒了你，然而我们距离目的地还很远。所以，很明显，有个地方出错了，很严重的错误。雷达图像上出现了奇怪的图案，我们正向着它的方向驶去。”
“还有这些。”阿里用手戳着GPS（全球定位系统）图像屏幕。
“这是什么……”玛丽凑上前去看阿里手指扫过的地方。没错，屏幕的下方出现了一些不停闪烁的光点，像是一群萤火虫飞过。
他们下意识地同时看向窗外，然而发亮的电动帆附近只有一片黑暗。
“平塔号和尼尼亚号上有人醒过来了吗？他们怎么样了？”阿里问道。
玛丽摇了摇头。
“我当然尝试过联系他们，但是没有收到任何回应，就像是整个宇宙只剩下我们一样。”
“这到底是怎么回事？你的苏醒是一开始就计划好的还是中途发生了什么没有预料到的变化？”阿里皱了皱眉，不时地咬着下唇。
“不要这样，”玛丽突然说道，“这不适合你。”
“什么不适合？”
“思考。”
“好吧，思考一定很适合你。你是为思考而生的，毕竟你是如此的……如此的……”阿里为他无法找到更机智的回复而感到烦躁。不过，思考确实不是他的强项，即使是现在他也更想要行动，比如手里抓些什么……等一下！
“你为什么在这里？”阿里问玛丽。
“因为我想，从小到大只要我想要的都会努力去得到。有的时候必须小心点我的愿望，它们总是能实现。”
“不，我的意思是你的特长是什么？你最擅长什么？”
“我？”玛丽的脸上闪过困惑的神情。她的特长……撒谎？不算。擅长看透别人的谎言？也不是。天生的领导者？会织毛衣？“我擅长射击。”终于，玛丽松了口气，“给我一个勺子我也可以用它射击，无论是什么都可以。这个天赋蕴含在我的血液里。”
阿里点了点头。玛丽的话如雨点般落在阿里的心上。射击是玛丽唯一的特长，而机器选择把她唤醒，这只说明了一件事：玛丽一会儿需要使用她的特长。屏幕上的光点越来越大，同时变得密集起来。
传送门：https://t.cn/A6cRwHwc
“开普勒62号”系列共有6册，是由芬兰作家提莫·帕维拉与挪威作家比约恩·肖特兰德联手芬兰插画家帕西·皮特卡能创造出的一系列吸引眼球的故事。在这个故事里，孩子们接受游戏的邀请，飞到远离地球1200光年的62e星球。陌生的环境，潜在的危机，还有危险生物虎视眈眈，他们该如何生存下去。本丛书同时出版于芬兰和挪威，并在两个国家均被评选为年度畅销童书。
【第十三章】
阿里先试着动了动双手，接着伸了伸腿，他可以自由地转头了，这让他松了口气。但是有某种东西紧紧地缚在他的腰间，他不禁想到了被针刺穿制成标本的昆虫，幸好，他的双手找到了皮带扣，像解飞机上的安全带一样轻松地打开了。与此同时，他感觉到自己的身体像蝴蝶一样飞起来了，他还处于失重状态，这说明他们还在太空中的某个角落。
阿里下意识地掏了掏口袋，但是马上又收回了手，并且嘲笑自己的愚蠢。紧贴皮肤的连体衣上根本没有口袋，而且他也没有手机能够用来查看时间、日期或者年份。他看向四周，准备从他所看到的东西中得出结论。一个，两个，三个，四个玻璃舱，其中有两个是敞开的，除了他自己的之外还有另一个。他记得乔尼的位置在他的旁边，而他旁边的玻璃舱还是关着的，所以另一个是玛丽或者奥利维亚。
他的意识仍旧有点模糊，怎么也想不起当初登上飞船时玛丽躺在哪个玻璃舱里。总之他们中间有一位醒过来了，或者说被唤醒。客舱内只有阿里一个人，所以另一个人一定在驾驶舱或者货舱。阿里猜测是在驾驶舱。
狭窄的过道通向前方的驾驶舱，以及旁边附带的小实验室。一个想法突然涌入阿里的脑海：谁说过，第四个玻璃舱里躺着的就是玛丽呢？就算奥利维亚是这么说的，也许女孩根本没有和他们一起出发。奥利维亚的意思十分模糊，让人很难猜透。真相永远地留在身后遥远的地球上了。
阿里谨慎地拉开驾驶舱的门，他隐约分辨出驾驶位上有个人影。这也可能是一种错觉，闭着眼睛睡了那么久之后，他还需要点时间来适应用眼睛看东西。大脑已经忘记了如何处理接收到的信息，因此他的视野时而很清晰，时而又很模糊。阿里向前移动得更近些，此刻的他希望手里拿着某种……武器。他被自己的想法惊到了。他为什么会这么想呢？他为什么会想到武器？在这飞船里用武器能做什么呢？飞船只要破了一个洞，一切就都完蛋了，阿里当然明白这个道理。
阿里看见一只手正搭在驾驶位的扶手上，一只普通的人类的手，十分娇小。阿里现在十分肯定，他之前看见任何人的手从未如此高兴过。
“它当然花费了一段时间。”玛丽说道，她并没有特意看一眼阿里。显然，并不需要，玛丽当然知道男孩长什么样子。人的相貌在几十年内不会发生很大的变化，尤其是当他们在太空中，相貌更是不会改变了。
“什么花费了一段时间？”阿里还很迷糊，无法正常理解事情。
“你的苏醒，它持续了一段时间。”
“多久？”
“一个月。”
“哈？”
“但是当我……”阿里回头望向来时的方向。所有关于溺水、大海、黑暗的记忆都回到了脑子里并再次消逝。一个月。他竟然用了整整一个月的时间才苏醒过来。这是快还是慢呢？
“那个……现在几点了？”
“你在讲笑话吗？”玛丽的声音十分冷淡。
“没错，这是我新生命的第一个笑话。”
“一点也不好笑。”
“没办法，我现在只能用一半大脑思考，另一半还在恢复期。”
这时，阿里反应过来他应该透过驾驶舱狭窄的窗口向外看一看。窗外的景象几乎让阿里才恢复工作的心脏停跳。在他们的面前、头顶，以及两侧舞动着电动帆展开的闪闪发光的电线。他们就像是穿梭在流星雨中。从飞船两侧的窗户向外看又可以看到另一番景象，像是有彗星拖着自己长长的尾巴护卫在他们的两侧。平塔号与尼尼亚号。想到这儿，阿里顿感轻松。他们并不孤单。
“我不知道这些亮亮的东西是不是和我们一起的，但是它们看起来挺酷的。”玛丽像是读懂了阿里的想法一样开口说道。
“为什么不是？”
“因为现在显然有个地方发生了错误。”玛丽转动椅子朝向阿里。女孩的脸色十分苍白，眼神很严肃。她看起来像是刚刚哭过。一种突如其来的责任感在阿里体内苏醒，他伸出手想要安慰女孩。女孩重重地将阿里的手推向一边。
“不要！我可不需要任何安慰，不过等会儿你就需要了。”
“什么意思？”
“我想，我们都会死。”
阿里张嘴想要说些什么，然而女孩认真地竖起一根手指。
“这不是开玩笑，我的意思是，我们很快就要死了。”
“为什么……你怎么……”阿里的视线扫过驾驶舱里一百个显示屏，上面闪烁着五颜六色的光，以及飞快地掠过各种数字。他将视线集中在其中两块较大的显示屏上，一块上面显示的是雷达图像，另一块上则只有不停变化的数字。阿里试着去深入思考，但是他想得越多，头越痛。他不知道女孩到底是什么意思。
“大概在两个月前我就被唤醒了。从那时起我就在努力弄明白原因。”
“也许我们马上要到目的地了？”阿里建议道。
“我一开始也是这么想的。”
“但是？”
“我们还没到目的地，这一点我还是知道的。”
玛丽示意阿里看另一块显示屏，上面有一串不停变化的数字。
“这代表的是我们的旅行时间，以秒为单位。”
“好长呀。”
“13 063 680 000秒。大概是420年。”
阿里下意识地看向四周，他想要找面镜子，或者是反光的平面。一下子知道自己竟然已经四百多岁了，这个信息让他有点难以消化。
“别怕，你看起来和以前一样年轻，甚至连胡子都没长。”玛丽安慰道，“多年来，机器一直使我们的身体器官处于停滞状态。”
“420年。这是地球时间还是太空时间？”阿里试图回忆当初训练的时候所学到的东西。宇宙飞船的移动速度十分快，所以它的时间与地球上的时间比起来，要慢很多，也就是说……阿里的头又开始痛了。
玛丽耸了耸瘦弱的肩膀。
“但是……如果时间已经过了这么久……”
四百多年。他们几乎睡过去了半个千禧年。这让人难以置信。阿里混乱的脑袋无法理解这个信息。
“这不算什么，”玛丽用不带任何感情的声音说道，“打个比方，就像是我们刚刚把家里的大门关上，另一只手还留在门把手上。”
阿里干笑了一声。玛丽并不明白许多事情，她早在其他人还在空间站时就已经被麻醉了。
“听着，这艘飞船正以不可思议的速度行驶。差不多150千米/秒。1秒150千米！你可以设想一下，7秒就能飞过整个芬兰或者挪威。”阿里像给小孩子解释一样对玛丽说道。
“299 792 458。”玛丽念了一个数字。
“哈？”
“这是第二次。”
“什么？”
“你已经是第二次说‘哈’。你是打算一直重复这个字吗，旅程还长着呢。”玛丽叹了口气说道，“那是光速，每秒大约300 000 000米，是这艘飞船速度的两千倍。”
“哈……所以呢？”
“按照光速行驶的话，从地球飞往开普勒要花费1200年，按照飞船现在这个速度行驶的话要花费的时间是1200年的两千倍。最后的答案有太多零了。事实上，我之前搞错了，我们现在连家里的门槛都没有迈出去，还在门厅呢。但是我们现在就被唤醒了，所以一定是有个地方发生了错误。”
阿里和玛丽不约而同地看向窗外无边无际的太空。黑暗中，飞船的触手闪闪发光。
【第十四章】
雷达显示屏上出现了一种跳动的不规则图案，位于屏幕中心点的上方，只有一角钱硬币的大小，它周围的区域则是一片空白。
“它变大了。”玛丽说道，“我一直在研究它，起初很难从屏幕中注意到它，现在则是根本无法忽视了。”
“是它变大了还是我们越来越接近它了？”
“我们一直朝着它行驶。”
“但是它到底代表着什么？”
玛丽没有回答。
“四百多年。按照地球时间算的话会更长，也就是说不止四百多年。那么现在地球还存在吗？”阿里的大脑正拼命抵制着这种想法，他拒绝思考这些问题。然而……如果他们几个是仅剩的人类呢？
“我们再梳理一下到目前为止所有的信息。”玛丽提议道，“首先，机器把我唤醒。”
“停。为什么只有你被唤醒？为什么不是奥利维亚？她可是我们整个队伍的负责人。”
“我不知道，我只知道系统唤醒的人只有我。这肯定是为了整个团队的安全考虑，提前就已经设置好了的，无论什么时候，叫醒我都是最佳的选择。”玛丽说道。
“也就是说，你比奥利维亚还重要？”
“大概是这样。”
“那我呢？”阿里非常惊讶，“我也比奥利维亚重要？”
“并不是。”
“哈……好吧，那为什么？”
“是我唤醒的你。”
“哈？”
“我需要有人陪着我。监视器里我能看见你们所有人，然而我不想让那个小屁孩，抱歉，你的弟弟来陪我，也不想让那个扎了我一针的坏女人醒过来，所以，你是我选中的幸运儿。”
“好吧，谢谢。”阿里闭上了眼睛，他有些疲惫，为了从噩梦里醒来，他就像四百多年没有睡过觉一样。
“事实已经很清楚了，机器叫醒了我，然后我叫醒了你，然而我们距离目的地还很远。所以，很明显，有个地方出错了，很严重的错误。雷达图像上出现了奇怪的图案，我们正向着它的方向驶去。”
“还有这些。”阿里用手戳着GPS（全球定位系统）图像屏幕。
“这是什么……”玛丽凑上前去看阿里手指扫过的地方。没错，屏幕的下方出现了一些不停闪烁的光点，像是一群萤火虫飞过。
他们下意识地同时看向窗外，然而发亮的电动帆附近只有一片黑暗。
“平塔号和尼尼亚号上有人醒过来了吗？他们怎么样了？”阿里问道。
玛丽摇了摇头。
“我当然尝试过联系他们，但是没有收到任何回应，就像是整个宇宙只剩下我们一样。”
“这到底是怎么回事？你的苏醒是一开始就计划好的还是中途发生了什么没有预料到的变化？”阿里皱了皱眉，不时地咬着下唇。
“不要这样，”玛丽突然说道，“这不适合你。”
“什么不适合？”
“思考。”
“好吧，思考一定很适合你。你是为思考而生的，毕竟你是如此的……如此的……”阿里为他无法找到更机智的回复而感到烦躁。不过，思考确实不是他的强项，即使是现在他也更想要行动，比如手里抓些什么……等一下！
“你为什么在这里？”阿里问玛丽。
“因为我想，从小到大只要我想要的都会努力去得到。有的时候必须小心点我的愿望，它们总是能实现。”
“不，我的意思是你的特长是什么？你最擅长什么？”
“我？”玛丽的脸上闪过困惑的神情。她的特长……撒谎？不算。擅长看透别人的谎言？也不是。天生的领导者？会织毛衣？“我擅长射击。”终于，玛丽松了口气，“给我一个勺子我也可以用它射击，无论是什么都可以。这个天赋蕴含在我的血液里。”
阿里点了点头。玛丽的话如雨点般落在阿里的心上。射击是玛丽唯一的特长，而机器选择把她唤醒，这只说明了一件事：玛丽一会儿需要使用她的特长。屏幕上的光点越来越大，同时变得密集起来。
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变暖速度远高于全球平均极地“火气大”成因复杂
近年来，不同科研团队对于北极放大效应提出诸多不同观点。例如北极云量和水汽增加导致更多长波辐射反射回海面或冰面；中纬度通过波动和大气环流向北极输送更多热量和水汽；海洋变暖向极地输送更多热量，导致海冰融化；极地臭氧的损耗可能推动了北极气温的极端升高等。
当前，全球气候变暖屡屡引起人们的讨论。由于人们焚烧石油、煤炭等化石燃料，砍伐森林并将其焚烧等行为，二氧化碳等大量温室气体产生，这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度透过性，对地球发射出来的长波辐射具有高度吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，导致地球温度上升。
而在全球气候变暖的大背景下，北极的气温增速跟全球其他大部分地区比起来，似乎显得更加“脱缰”：
近年来，北极地区频繁出现高温异常现象。如2018年7月30日，位于北极圈以内250公里的挪威城市巴纳克出现了32℃的高温；2019年7月4日，美国国家气象局发布数据，显示阿拉斯加州的安克雷奇国际机场气温达到32℃，打破50年的高温纪录；2020年6月20日，西伯利亚维尔霍扬斯克监测到38℃高温，创北极地区新的高温纪录。有研究显示，2015年12月至2016年2月，北极地表温度较上次最暖纪录（2011—2012年冬季）高出0.7℃，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）数据报告显示2018年10月到2019年9月北极的平均气温再次升高1.9℃。
近期，甚至有气候科学团队报告称，北极变暖的速度是全球平均速度的4倍。这一说法是否属实？造成北极增温高于全球平均速度的原因又是什么？
北极放大效应让北极加速变热
以往研究表明，几十年来，北极增温幅度高达1.2℃/10年，是全球地表气温增暖最剧烈的地区，其增温幅度是全球平均增温幅度的2倍以上，这种现象被称为北极的放大效应。
北极在气候系统中发挥着重要的调制作用。而随着全球碳排放量增加，全球变暖效应显著，北极海冰急剧消融，海冰密集度、范围、厚度降低，且具有从多年冻冰向季节性海冰转换的趋势，进而引发一系列气候变化。
正因如此，北极的放大效应备受瞩目，世界各国和气象组织，都对北极气温的变化高度关注。
为什么会有北极放大？近年来，不同科研团队提出诸多不同观点。例如北极云量和水汽增加导致更多长波辐射反射回海面或冰面；中纬度通过波动和大气环流向北极输送更多热量和水汽；海洋变暖向极地输送更多热量，导致海冰融化；极地臭氧的损耗可能推动了北极气温的极端升高等。
“北极放大的驱动机制十分复杂。”甘肃省气候资源及防灾减灾重点实验室主任、教授王海澄说，已有的研究表明，在局地因素方面，主要受到海冰反照率反馈、云和水汽反馈、大气温度的普朗克反馈等影响。而在北极以外的热输送方面，包括海洋环流的向极热输送，大西洋和太平洋海温的调制等。另外，有人也提出，北极环北冰洋陆地区域植被返青期提前、生长季延长以及植被绿度提高等变化，同样会对北极升温形成反馈作用。
关于对北极放大效应成因的解释，中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室研究员陈金雷最认可的是“北极内部正反馈过程”。
陈金雷说，北极地区的下垫面主要是海洋、海冰，冰的反照率为30%—70%，水的反照率只有20%—30%，冰比水的反照率大很多。受全球变暖影响，海冰厚度和覆盖面积减小，导致海洋吸收太阳辐射能增加，海水变暖又进一步加剧海冰的融化。越来越多的开阔海面对大气也产生了加热作用。
温度测定并不简单
对于北极气温增速大于全球平均，科学家们已经达成了共识，但这一结论是如何产生的？气温测定具体以哪里的温度为准？
对于温度的测定，全球已建立较为密集的地面气象观测站、高空气象观测站网等。世界气象组织《全球观测系统指南》中规定，观测场地所处环境应具有典型的物理、化学和地理特点。观测场地也应满足《地面气象观测规范》。“例如，应将气象观测仪场地选在远离建筑物和树木的开放区域，从建筑物和树木丛到观测区域的距离至少应分别为该建筑物或树木自身高度的10倍和20倍。除岸基观测以外，观测点与水体的距离应该在100米以上。因此，一个观测站点应该代表的是一个较大范围内的温度平均值。”王海澄说。
陈金雷分析，在新发布的报告中，研究人员认为北极变暖速度是其他地区的4倍，是基于几个原因。首先是其对北极区域的界定不同。以往研究中将北纬60度以北作为北极，而此次研究中，研究者认为应该严格按照北极圈，即北纬66.6度来划定北极范围。这样划分理论上会使得放大的倍数增大。
时间跨度较大也是报告得出这一结论的原因之一。陈金雷认为，用于计算变暖的时间跨度很重要，新的报告选择了过去30年进行研究，但过去30年是全球变暖最显著的阶段。
“还有一个原因是大家所用的各种资料不统
一。”陈金雷说，要测定气温，观测当然是最准确的，但全球没有那么密集的观测网，所以大家一般使用的是再分析资料和遥感资料，不同机构发布的资料种类很多、时空分辨率不同，所以最终结果也不一致。
“这一结论尚未在学界达成共识。”陈金雷认为，北极变暖较之全球平均的速度，目前公认的数据是2—3倍，2021年北极理事会北极监测与评估工作组（AMAP）的报告中，这一数据是3倍。
极地加速变热影响不容小觑
同样是极地的南极是否存在南极放大效应？
“研究表明，南极地区也出现了气温升高的现象。”王海澄说，但研究认为，南极地表在西南极呈现快速增暖的现象，而东南极在南半球夏、秋季呈现降温趋势。有学者的分析表明，1989—2018年间，南极地区的地表气温上升了1.8℃，是全球其他地区增温的3倍。许多研究表明南极温度变化与热带海温有关，热带地区西太平洋的海洋温度变化对南极变暖有很大影响，大气环流变化会使更多的温暖空气输送到南极大陆。从这个角度看，南极变暖也有和北极放大效应类似的表现。
无论是近日研究团队认为的北极变暖速度是其他地区4倍，还是学界公认的2—3倍，极地变暖都无疑将给地球和人类带来复杂、潜在的影响。
陈金雷说，对于北极本地来说，一方面在海冰消融影响下，北极航道有望开通，从而会大大缩减东北亚至欧洲和北美的距离，同时有助于北极本地资源的开发利用。但是对于当地生物环境，极地加速变暖会造成不利影响，如需要在海冰上繁殖、休息的北极熊将没有立足之地。
海冰消融还会导致全球海平面上升，这个过程中释放的淡水通过大洋环流汇入大西洋，会改变这些海域的盐度，进一步对天气气候、渔业等带来影响。北极和邻近地区因此易出现极端天气气候事件，包括高温事件以及强降水、暴风雪等其他极端低温事件。陈金雷举例，如去年寒流袭击美国德克萨斯州，2008年我国南方的冻雨等都是北极变暖造成的。
王海澄强调，研究也表明，近年来冬季极寒天气频发与极地增暖作用有明显的相关性。极地温度的变化还改变了大气环流，对沙尘和雾霾的输送方向产生了重要影响。需要进一步确认的问题还包括极地变暖对海上风暴、夏季酷热、秋季降水等产生的影响等。
来源：科技日报
近年来，不同科研团队对于北极放大效应提出诸多不同观点。例如北极云量和水汽增加导致更多长波辐射反射回海面或冰面；中纬度通过波动和大气环流向北极输送更多热量和水汽；海洋变暖向极地输送更多热量，导致海冰融化；极地臭氧的损耗可能推动了北极气温的极端升高等。
当前，全球气候变暖屡屡引起人们的讨论。由于人们焚烧石油、煤炭等化石燃料，砍伐森林并将其焚烧等行为，二氧化碳等大量温室气体产生，这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度透过性，对地球发射出来的长波辐射具有高度吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，导致地球温度上升。
而在全球气候变暖的大背景下，北极的气温增速跟全球其他大部分地区比起来，似乎显得更加“脱缰”：
近年来，北极地区频繁出现高温异常现象。如2018年7月30日，位于北极圈以内250公里的挪威城市巴纳克出现了32℃的高温；2019年7月4日，美国国家气象局发布数据，显示阿拉斯加州的安克雷奇国际机场气温达到32℃，打破50年的高温纪录；2020年6月20日，西伯利亚维尔霍扬斯克监测到38℃高温，创北极地区新的高温纪录。有研究显示，2015年12月至2016年2月，北极地表温度较上次最暖纪录（2011—2012年冬季）高出0.7℃，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）数据报告显示2018年10月到2019年9月北极的平均气温再次升高1.9℃。
近期，甚至有气候科学团队报告称，北极变暖的速度是全球平均速度的4倍。这一说法是否属实？造成北极增温高于全球平均速度的原因又是什么？
北极放大效应让北极加速变热
以往研究表明，几十年来，北极增温幅度高达1.2℃/10年，是全球地表气温增暖最剧烈的地区，其增温幅度是全球平均增温幅度的2倍以上，这种现象被称为北极的放大效应。
北极在气候系统中发挥着重要的调制作用。而随着全球碳排放量增加，全球变暖效应显著，北极海冰急剧消融，海冰密集度、范围、厚度降低，且具有从多年冻冰向季节性海冰转换的趋势，进而引发一系列气候变化。
正因如此，北极的放大效应备受瞩目，世界各国和气象组织，都对北极气温的变化高度关注。
为什么会有北极放大？近年来，不同科研团队提出诸多不同观点。例如北极云量和水汽增加导致更多长波辐射反射回海面或冰面；中纬度通过波动和大气环流向北极输送更多热量和水汽；海洋变暖向极地输送更多热量，导致海冰融化；极地臭氧的损耗可能推动了北极气温的极端升高等。
“北极放大的驱动机制十分复杂。”甘肃省气候资源及防灾减灾重点实验室主任、教授王海澄说，已有的研究表明，在局地因素方面，主要受到海冰反照率反馈、云和水汽反馈、大气温度的普朗克反馈等影响。而在北极以外的热输送方面，包括海洋环流的向极热输送，大西洋和太平洋海温的调制等。另外，有人也提出，北极环北冰洋陆地区域植被返青期提前、生长季延长以及植被绿度提高等变化，同样会对北极升温形成反馈作用。
关于对北极放大效应成因的解释，中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室研究员陈金雷最认可的是“北极内部正反馈过程”。
陈金雷说，北极地区的下垫面主要是海洋、海冰，冰的反照率为30%—70%，水的反照率只有20%—30%，冰比水的反照率大很多。受全球变暖影响，海冰厚度和覆盖面积减小，导致海洋吸收太阳辐射能增加，海水变暖又进一步加剧海冰的融化。越来越多的开阔海面对大气也产生了加热作用。
温度测定并不简单
对于北极气温增速大于全球平均，科学家们已经达成了共识，但这一结论是如何产生的？气温测定具体以哪里的温度为准？
对于温度的测定，全球已建立较为密集的地面气象观测站、高空气象观测站网等。世界气象组织《全球观测系统指南》中规定，观测场地所处环境应具有典型的物理、化学和地理特点。观测场地也应满足《地面气象观测规范》。“例如，应将气象观测仪场地选在远离建筑物和树木的开放区域，从建筑物和树木丛到观测区域的距离至少应分别为该建筑物或树木自身高度的10倍和20倍。除岸基观测以外，观测点与水体的距离应该在100米以上。因此，一个观测站点应该代表的是一个较大范围内的温度平均值。”王海澄说。
陈金雷分析，在新发布的报告中，研究人员认为北极变暖速度是其他地区的4倍，是基于几个原因。首先是其对北极区域的界定不同。以往研究中将北纬60度以北作为北极，而此次研究中，研究者认为应该严格按照北极圈，即北纬66.6度来划定北极范围。这样划分理论上会使得放大的倍数增大。
时间跨度较大也是报告得出这一结论的原因之一。陈金雷认为，用于计算变暖的时间跨度很重要，新的报告选择了过去30年进行研究，但过去30年是全球变暖最显著的阶段。
“还有一个原因是大家所用的各种资料不统
一。”陈金雷说，要测定气温，观测当然是最准确的，但全球没有那么密集的观测网，所以大家一般使用的是再分析资料和遥感资料，不同机构发布的资料种类很多、时空分辨率不同，所以最终结果也不一致。
“这一结论尚未在学界达成共识。”陈金雷认为，北极变暖较之全球平均的速度，目前公认的数据是2—3倍，2021年北极理事会北极监测与评估工作组（AMAP）的报告中，这一数据是3倍。
极地加速变热影响不容小觑
同样是极地的南极是否存在南极放大效应？
“研究表明，南极地区也出现了气温升高的现象。”王海澄说，但研究认为，南极地表在西南极呈现快速增暖的现象，而东南极在南半球夏、秋季呈现降温趋势。有学者的分析表明，1989—2018年间，南极地区的地表气温上升了1.8℃，是全球其他地区增温的3倍。许多研究表明南极温度变化与热带海温有关，热带地区西太平洋的海洋温度变化对南极变暖有很大影响，大气环流变化会使更多的温暖空气输送到南极大陆。从这个角度看，南极变暖也有和北极放大效应类似的表现。
无论是近日研究团队认为的北极变暖速度是其他地区4倍，还是学界公认的2—3倍，极地变暖都无疑将给地球和人类带来复杂、潜在的影响。
陈金雷说，对于北极本地来说，一方面在海冰消融影响下，北极航道有望开通，从而会大大缩减东北亚至欧洲和北美的距离，同时有助于北极本地资源的开发利用。但是对于当地生物环境，极地加速变暖会造成不利影响，如需要在海冰上繁殖、休息的北极熊将没有立足之地。
海冰消融还会导致全球海平面上升，这个过程中释放的淡水通过大洋环流汇入大西洋，会改变这些海域的盐度，进一步对天气气候、渔业等带来影响。北极和邻近地区因此易出现极端天气气候事件，包括高温事件以及强降水、暴风雪等其他极端低温事件。陈金雷举例，如去年寒流袭击美国德克萨斯州，2008年我国南方的冻雨等都是北极变暖造成的。
王海澄强调，研究也表明，近年来冬季极寒天气频发与极地增暖作用有明显的相关性。极地温度的变化还改变了大气环流，对沙尘和雾霾的输送方向产生了重要影响。需要进一步确认的问题还包括极地变暖对海上风暴、夏季酷热、秋季降水等产生的影响等。
来源：科技日报
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