冰原融化的熔合焓会是冬季天气变冷的原因吗?

Question

会聚变焓冰原融化是冬季天气变冷的原因吗?

例如，美国宇航局估计，2002-2013年格陵兰冰原的年损失量超过2800亿吨，而且还在明显增加。如此规模的状态转变所需的能量会是气候变暖期间天气变冷的原因吗?

更新:我上面的措辞太笼统了，我得到了一个与我想要的略有不同的问题的好答案。重试:根据维基百科，北极涡旋的一个涡旋是巴芬岛，离格陵兰岛很近。美国东部最近异常寒冷的天气是由于今年极地涡旋的路径造成的。我的问题应该是“格陵兰冰原状态转变所需的能量是否促成了今年北极涡旋路径的改变?”

Answer 1

冰原融化的熔合焓会是冬季天气变冷的原因吗?

不，有很多原因。

• 冰原在夏天融化，在冬天重建。这是冬天。
• 水的聚变焓是333.55焦耳/克。将其乘以每年2800亿吨，你会得到9.3×10¹⁶焦耳/年。虽然这听起来很多，但与5.5×10相比只是昙花一现²⁴地球每年从太阳接收到的焦耳。
• 这不是一个寒冷的冬天。虽然美国和加拿大东部的冬天异常寒冷，但北半球的其他地区却相当温暖。例如，格陵兰岛的努克正在遭受热浪袭击。目前(2018年1月21日06:38 UTC)的温度为3°C(37°F)，明显高于平均温度。该地区每年这个时候的正常最高温度是-6°C(24°F)。

所有冰的融化很可能会对气候产生影响，但这是每年流入北部海洋的2800亿吨淡水(而且还在增加)，而不是微不足道的10亿吨¹⁷焦耳的能量，这就是原因。

Answer 2

简短的回答是肯定的，但有一个非常重要的警告。它不会比平时更冷，但如果格陵兰冰盖没有吸收热量，它会比平时更冷，而且是非常小的量。

这对于全球平均气温来说是正确的，但当涉及到特定地区某个冬季的实际强度时，大气模式所起的作用要比冰盖融化大得多。

水的潜热(即聚变焓)是巨大的。将0°C的冰变成0°C的水所需的能量与将0°C的水加热到80°C所需的能量相同。因此，冰原和冰川对气候具有缓冲作用，因为它们能够在不增加温度的情况下吸收大量能量。

图:18g水受热时水的温度曲线图

尽管如此，它在地球的总能量预算中仍然是非常小的一部分，让我们做一下数学计算:

潜热= 333.55 J/g = 0.09 Wh/g总潜热= 2.8e17 g/年* 0.09 Wh/g = 2.5e16 Wh/年，即能量通量为2.5e16/(365*24) = 2.8e12 W地表= 5.1e14 m²等效辐射强迫= 2.8e12/5.1e14 = 0.006 W/m²

这是非常小的，事实上大约0.4%的辐射强迫与二氧化碳相关(见下图):

问题是，由此产生的水会影响海平面上升和海水盐度，进而影响洋流、深水形成和其他可以改变地球上热量再分配的现象。另一方面，冰盖的减少增加了反照率(因为裸露的地面比雪或冰吸收更多的能量)，因此最终地球将捕获更多的能量，从而产生正反馈。此外，随着冰原变薄，它们将接受更少的雪(和更多的雨)，因此进一步减少冰的质量。

最后，我必须补充一点，当涉及到冰盖模型和气候模型时，总是考虑到潜热，如果没有潜热，年冰损失的数字将远远大于280 Gt。