气候变化使2022年的大气河流将温暖潮湿的空气输送到地球最寒冷和最干燥的地区，导致气温比正常值高出70华氏度。最近的一项研究揭示了这一事件对南极最小生物的影响。
预计2024年夏季将创下全球许多城市，包括美国多个城市的最热季节记录。即使是南极也面临显著的高温，在冬季的高峰期，气温比典型的7月天气高出50华氏度。
7月31日，发表在《地球的未来》杂志上的一项研究由科罗拉多大学博尔德分校的科学家团队讨论了热浪，特别是南极寒冷季节的热浪，如何影响当地动物生活。这项研究强调了气候变化加剧的极端天气事件可能对南极脆弱生态系统产生的潜在影响。
2022年3月，南极经历了有纪录以来最严重的热浪，正值南部地区的生物准备迎接漫长而严酷的冬季。这种异常天气导致南极部分地区气温上升超过70华氏度，造成冰川和雪的融化，即使在被称为地球最寒冷和最干燥地区的麦克默多干谷也没有例外。
作为南极一个长期生态研究（LTER）计划的一部分，研究小组发现，意外的融化随后迅速再冻可能干扰了许多生物的生命循环，导致麦克默多干谷各种无脊椎动物显著死亡。
“我们必须注意这些信号，即使它们来自极地沙漠中的微小生物，”论文的主要作者、科罗拉多大学博尔德分校土木工程、环境工程和建筑工程系的教授迈克尔·古斯特夫表示。“这些生物对变化的反应早于后续可能影响更大物种、环境甚至远离南极的人的变化。”
古斯特夫在2021年11月抵达南极时观察到，该大陆在过去20年基本保持不变。作为阿尔卑斯和北极研究所（INSTAAR）的研究员，古斯特夫在过去十年中领导着由国家科学基金会资助的麦克默多干谷LTER项目。几乎每个南极夏季，他都会访问该地区，研究其生态系统以及生物如何在恶劣的环境条件中生存。
尽管大多数动物很难在如此干燥和寒冷的环境中生存，但一些微生物和无脊椎动物，如圆虫和缓步动物（通常称为水熊），在这个冰冷的栖息地中繁茂生长。缓步动物是一种小型的、八条腿的生物，长度介于0.002到0.05英寸之间，能够承受从-328华氏度到300华氏度的极端温度，这些条件对大多数其他生命形式而言是致命的。
2022年2月，极地研究小组的所有成员在夏季结束前都离开了南极。一个月后，南极遭遇了有记录以来最极端的热浪，由一种名为大气河流的强烈风暴引发，该风暴将来自远方的潮湿空气输送到极地。
麦克默多干谷的监测系统捕获的数据显示，通常在3月气温约为-4华氏度，但却攀升至冰点以上，超过典型气温45华氏度。
卫星图像和溪流流量读数表明，快速升温导致谷地土壤在夏季融化高峰期过后超过两个月的时间里变得更湿，这一时期通常是干燥的。
在热浪过后仅仅两天，气温急剧下降，土壤再次结冰。这一事件发生在生物准备迎接漫长黑暗冬季的关键时刻。古斯特夫和他的同事们对谷地中动物的反应非常感兴趣。
“这些动物在准备和关闭状态过冬上投入了相当大的能量，”古斯特夫指出。“当来年夏季气温升高时，它们又要耗费能量再次活跃起来。我们担心像这样的非正常天气事件可能会导致这些动物过度劳累，误以为是夏季，结果在短短几天后又不得不关闭。它们能在这种循环中忍耐多少次，才不会耗尽能量储备？”
团队于2022年12月的下一个夏季返回南极，收集了土壤样本，并在热浪期间比较了湿润区域和干燥区域中的生物。
他们发现，湿润区域中流行的圆虫斯科特圆虫的种群数量下降了50%。斯科特圆虫专门适应该地区的严寒和干燥。
“热浪创造了似乎足够温暖以保持湿润的条件，导致夏季的提前开始。生物对于这些温度的反应可能会受到显著干扰，”古斯特夫解释道。
极端天气条件之间的快速波动可能会不成比例地影响斯科特圆虫等敏感物种，而其他动物，包括缓步动物，可能受到的影响较小。这些强韧的生物能够忍受增加的湿度，使它们在环境变得更湿润的情况下蓬勃生长。
“土壤中栖息物种的变化及其种群规模能够显著影响生态系统的食物网和养分循环，”古斯特夫补充道。
先前的研究表明，斯科特圆虫在干谷土壤生态系统中的碳处理占比约为10%。
随着气候变化加剧南极极端天气模式，较大的动物同样受到影响。例如，在2013年夏季，东南极阿德利海岸的一场前所未有的降雨事件导致该地区所有阿德利企鹅幼鸟的全部损失。7月份，东南极某些地区的气温达到了通常冬季平均值的50华氏度以上。
古斯特夫和他的团队计划继续观察极端天气事件及其对南极生态系统的影响。
“南极发生的事情会产生超越其边界的影响，”古斯特夫说道。
“冰架的融化对海洋的质量平衡产生了剧烈影响，甚至在数千英里外影响到我们。”
