地球边缘的气候科学场景

气候学家通常认为斯瓦尔巴群岛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了不到 1°C，但夹在挪威大陆和北极之间的这片寒冷群岛的冬季平均气温每十年上升 1.7°C。在这些地球偏远地区，即使几度的气温变化也能极大地改变地貌。

由于斯瓦尔巴群岛的气温上升幅度如此之大，科学家们纷纷前来研究。自 2019 年以来，摄影师 Esther Horvath 一直在拍摄这片冰雪覆盖的土地上的生活。她的拍摄对象是一群来自世界各地的女性，其中一些人年仅 20 多岁，她们经营着新奥尔松，一个由采矿村改造而成的科学大本营。从那里，她们见证了这场剧烈的变化，并揭示了遥远地区的变化如何蔓延到地球的其他地区。这里的研究人员取得了惊人的发现，包括首次证明变暖的大西洋海水已经渗入北极一个世纪的证据——这一过程被称为“大西洋化”。在长达数月的极夜里，这 30 名左右的常年居民的工作让我们看到了地球上气候最恶劣的环境。

↑前往新奥尔松非常危险。斯瓦尔巴群岛狂风大作，几乎不会停歇足够长的时间让飞机起飞和降落。当霍瓦特于 2022 年 3 月前往该地点时，暴风雨正在酝酿；她着陆 10 分钟后，一场暴风雨袭击了村庄，威力之大让她睁不开眼睛。如果她的航班晚起飞五分钟，他们就无法赶到。在这种情况下，两场暴风雨正处于碰撞路线上，飞机通过的时间很短。

↑在维护用于分析雪粒大小和分布的视频现场降雪传感器时，新奥尔松的科学家们需要携带的不仅仅是维护工具。每个进入冰雪之地的人都必须携带枪支和信号枪，以保护自己免受四处游荡的北极熊的伤害。所有新来村子的人，包括像菲克·雷德这样的研究生，都必须参加射击课程，以应对罕见但可能危险的遭遇。

↑图中头盔水母是北极的新来者，对北极的生物多样性构成威胁。这种物种通常生活在几乎世界上所有海洋的温带水域，但由于气候变暖，极地的冰冻地区变得更加宜人。这种无脊椎动物只在夜间浮出水面，但在斯瓦尔巴群岛附近的海底，它造成了严重破坏：它繁殖迅速，吃掉磷虾和小鱼，而生活在寒冷深处的其他生物则依赖这些食物生存。

↑挪威居民兼接待员 Signe Maria Brunk 是新奥尔松为数不多的养宠物的人之一。事实上，她来这里的唯一条件是她可以带她的两只狗。宠物不允许住在家里或自由漫步（以保护当地的野生动物，如鸟类种群），但该镇的雪橇犬和像她这样的犬科动物可以享受一个有围栏的院子和小屋。Horvath 说，在那里，这些毛茸茸的镇民在长达数月或数年的逗留期间提供了必不可少的陪伴——这在冰冻岛屿的偏僻角落尤其重要。

↑巴耶尔瓦长期气候和永久冻土观测站就位于新奥尔松郊外。在过去 24 年里，朱莉娅·博伊克等地质学家发现，永久冻土的最上层（称为活动层，因为它在夏季融化，在冬季冻结）的深度几乎增加了一倍。活动层越厚，意味着融化的永久冻土越多，释放出的甲烷是一种强大的温室气体，会加速全球变暖。其影响将对周边地区产生严重影响：在斯瓦尔巴群岛，许多房屋地基都建在这一层中，人们原本以为它会保持坚固。

↑对于劳拉·艾克尔曼（Laura Eicklemann）来说，她是一名潜水员，也是德国阿尔弗雷德·魏格纳极地与海洋研究所管理的该镇中心的技术员。潜入寒冷的港口是她每天的日常工作。在零度以下漆黑的水下，她观察着峡湾中冰和水的变化平衡，并维护着观测站的水下部件，包括温度、盐度和 pH 值传感器。这个地点清楚地提醒人们气候变化之剧烈：通常在三月份，也就是这张照片拍摄的时候，峡湾应该结冰到人们可以骑雪地摩托穿过它。

↑在北极的海上航行很少会让人感到温暖，但如果乘坐一艘完全由金属制成的船，寒意就会刺骨。研究员夏洛特·哈弗曼斯必须勇敢地面对这样的条件，进行海洋测量并捕获入侵的头盔水母。在这张照片中，哈弗曼斯（右）和她的同事玛丽娜·伊尔格刚刚捕获了这样一个样本——它可能对新奥尔松的本土动植物构成严重威胁。

↑霍瓦特指出，气候变化并非一夜之间发生的，因此测量每天微小的变化可以揭示世界的变化。自 20 世纪 90 年代以来，新奥尔松的科学家桑德拉·格拉斯尔每天都会在午餐时间放飞像这样的气球。从离地面近 18 英里的高空，大气仪器收集温度、湿度和风速等数据。这些指标使科学家能够计算水循环的变化和其他发展。在 90 年代，从该地点放飞的气象气球被用来绘制臭氧层的消耗情况及其恢复过程。

↑新奥尔松的研究人员在研究冰冻景观和大气时，基本上放弃了与外界的所有联系。霍瓦特说，这里没有无线电静默，也没有 WiFi。科学家们没有花时间浏览 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。在如此遥远的北方，即使是和朋友在室内放松，也需要穿上外套，戴上头灯。

↑在晴朗的夜晚，法德联合北极研究基地 AWIPEV 上空，一道绿色激光射向天空。过去 25 年来，阿尔弗雷德·韦格纳研究所一直在使用这种基于激光雷达的系统来研究悬浮在空气中的气溶胶。这些粒子在大气中发挥着许多重要作用——比如水滴形成云——但监视它们的水平也提供了对不断变化的条件的重要一瞥——例如当野火和其他遥远气候事件的证据到达极地时。

↑新奥尔松大地测量地球观测站的运营工程师苏珊娜·加西亚·埃斯帕达站在该观测站 20 米宽的射电望远镜的光芒下。巨大的天线可以探测距离我们 130 亿光年远的类星体发出的信号。脉冲光可以告诉研究人员地球在太空中的位置、它绕太阳公转的速度以及它的地壳移动的速度——所有这些都会影响我们的气候。

这个故事最初刊登在 PopSci 2022 年秋季《夜魔侠》特刊上。阅读更多 PopSci+ 故事。