剛剛過去的8月，北極海冰以508萬平方公里排名有衛(wèi)星觀測資料以來，同期海冰覆蓋歷史第三少。

　　然而，進(jìn)入9月后，北極海冰面積迅速減少，目前已低于400萬平方公里，頗有逼近歷史極值年（2012年）的趨勢。

　　北極海冰在9月15日達(dá)到了夏季最小范圍，也是有記錄以來第二低。來源NASA

海冰面積能否再破紀(jì)錄？

　　事實上，不管今年9月的北極海冰面積能否創(chuàng)造新紀(jì)錄，海冰面積偏少已無爭議。

　　眾所周知，9月是每年北極海冰面積最小的月份。從2015年開始，國際海冰預(yù)測網(wǎng)絡(luò)活動每年6月到8月向全球科學(xué)家征集當(dāng)年9月北極海冰覆蓋面積的預(yù)測結(jié)果，各個研究機構(gòu)需要在6、7、8三個月的月初提交三次關(guān)于當(dāng)年9月的預(yù)測情況。在業(yè)內(nèi)，國際海冰預(yù)測網(wǎng)絡(luò)活動代表了北極海冰在季節(jié)和季節(jié)內(nèi)預(yù)測的最高水平。

　　2020年是國際海冰預(yù)測網(wǎng)絡(luò)活動的第六屆，今年8月全球39個機構(gòu)提交了預(yù)測結(jié)果。雖然8月的預(yù)測結(jié)果是實際觀測結(jié)果出來前最后一次預(yù)測，其不確定性較低，但8月31日發(fā)布的《2020年國際海冰展望報告》，各個機構(gòu)提交的結(jié)果依然存在較大差別——

　　美國國家海洋和大氣管理局地球物理流體動力學(xué)實驗室提交的數(shù)值是226萬平方公里，比7月的預(yù)測數(shù)值（350萬平方公里）大幅度減小124萬平方公里；中國科學(xué)院大氣物理研究所大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點實驗室提交的數(shù)值為380萬平方公里；華盛頓大學(xué)提交的數(shù)值為381萬平方公里，比7月的預(yù)測值（320萬）增加61萬平方公里。另外，來自我國海洋環(huán)境預(yù)報中心的數(shù)值模式預(yù)測結(jié)果為460萬平方公里；挪威的METNO SPARSE7月預(yù)測數(shù)值為500萬平方公里，8月大幅度調(diào)整到430萬平方公里。

　　盡管各個模式之間有差別，但6、7、8月的預(yù)測中值范圍變化不大。從去年各模式的表現(xiàn)來看，今年9月的平均值很可能在430萬平方公里以下或附近，這將是有觀測以來歷史第二低的數(shù)值，僅高于2012年的357萬平方公里。

　　魏科表示，2012年之所以會形成歷史極值，除了當(dāng)年夏季極區(qū)的溫度偏高以外，也受當(dāng)年夏季極區(qū)的環(huán)流影響——2012年8月極區(qū)形成了異常強大的繞極氣旋，影響了極區(qū)的海冰和海水分布，形成了當(dāng)年9月創(chuàng)紀(jì)錄的最小海冰范圍。

　　今年9月初，極區(qū)依然維持高溫，北冰洋邊緣的喀拉海、拉普捷夫海海溫比常年高5℃。如果9月出現(xiàn)環(huán)流異常，不排除今年9月北極海冰面積創(chuàng)造新紀(jì)錄。

海冰縮減會帶來什么？

　　北極作為巨大的冷源，在地球系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。北極海冰反射了高達(dá)80%的入射陽光，能有效為全球降溫，海冰面積的大小調(diào)制了進(jìn)入地球系統(tǒng)入射陽光的多少。

　　北極海冰還對東亞地區(qū)天氣氣候有重要影響。一旦北極海冰大量偏少，通過影響烏拉爾山阻塞高壓和西伯利亞高壓這一引導(dǎo)冷空氣南下的重要天氣系統(tǒng)，可致使東亞冬季風(fēng)偏強，從而導(dǎo)致我國大部分地區(qū)氣溫偏低、強寒潮天氣頻發(fā)。

　　孫丞虎表示，2003年到2013年這10年間，西伯利亞中部以及我國冬季寒潮天氣頻發(fā)，多次出現(xiàn)暖背景下的冷冬現(xiàn)象，可能就與北極海冰的大幅減少有關(guān)。

　　北極海冰大幅偏少還容易導(dǎo)致北極濤動（AO）出現(xiàn)負(fù)位向，其結(jié)果將致使冬季中高緯度的西風(fēng)基本流偏弱，羅斯波移速減慢，使得天氣系統(tǒng)容易長時間滯留在某個區(qū)域，這種持續(xù)性的天氣異常過程極易造成疊加影響并引發(fā)天氣氣候災(zāi)害事件的發(fā)生。另外，由于北極海冰大幅減少造成的初冬和后冬AO位相轉(zhuǎn)折，還會導(dǎo)致冬季氣溫在前后冬季節(jié)內(nèi)出現(xiàn)大幅反轉(zhuǎn)，表現(xiàn)出明顯的次季節(jié)變化特點。

　　不只冬季天氣氣候會受到北極海冰的影響，春季和夏季，北極海冰還將通過影響亞歐地區(qū)中高緯度春季積雪和土壤濕度變化等，使得海陸熱力差異增大，從而影響東亞夏季風(fēng)的強度以及雨帶變化?？梢哉f，北極海冰變化就是全球氣候變化的指標(biāo)系和“放大器”。

北極海冰的過去、現(xiàn)在與未來

　　中國氣象報記者 李慧

　　近期，有關(guān)北極海冰減少的壞消息接二連三：加拿大現(xiàn)存最大、最完整的米爾恩冰架坍塌，格陵蘭島冰蓋加速融化且將不復(fù)存在，甚至有科學(xué)家預(yù)測30年內(nèi)北極海冰將消失。

　　這意味著，隨著北極氣溫越來越高，更多的冰將會流入海洋，北極海冰的面積將會越來越小，這片長期被封凍的地區(qū)將開始轉(zhuǎn)向一種全新的氣候模式，其標(biāo)志是冰層融化、氣溫上升、降雨天數(shù)不斷增加，北極的未來將變得越來越不確定。

　　2020年9月可能是北極海冰覆蓋范圍最少的月份之一，自1979年有衛(wèi)星觀測記錄以來，北極9月份海冰在以每10年12.8%的速度減少。美國宇航局和科羅拉多大學(xué)博爾德分校國家冰雪數(shù)據(jù)中心（NSIDC）對衛(wèi)星數(shù)據(jù)的分析顯示，2020年的最小范圍（可能在9月15日達(dá)到）為144萬平方英里（374萬平方公里）。事實上，其他月份北極海冰覆蓋范圍也都呈現(xiàn)減少趨勢。

　　美國國家航空與航天局（NASA）衛(wèi)星監(jiān)測的結(jié)果也顯示，目前北極海冰的覆蓋面積已比1979年降低了約31%，冰層的體積減少了三分之二。

　　孫丞虎表示，“近年來，北極海冰數(shù)量減少得非常多。實際上自有觀測記錄以來，北極海冰的面積基本上是按照每10年大約12.8%速度在減少。在厚度方面，北極海冰冰齡超過5年的多年冰減少了約90%，這表示北極海冰在變薄。以往北極夏天的平均冰層厚度為4.88米，到20世紀(jì)末只有2.75米左右，減少了43%。進(jìn)入21世紀(jì)以來，北極海冰的退縮速度大大超出人們的預(yù)期。這些跡象也表明北極海冰的面積和厚度都呈現(xiàn)出快速的減少趨勢，或者也可以說海冰正在退縮?！?/span>

　　海冰的消失讓北極深色的水域越來越多，太陽輻射更容易被海水吸收而不是被冰雪反射回太空，導(dǎo)致北極變暖的不斷加劇，這是一種被稱為“北極放大”的反饋過程。這種過程加上影響北極地區(qū)增暖的其它現(xiàn)象，包括極區(qū)外大氣向極地的熱量和水汽輸送、泛極地區(qū)域凍土融化釋放二氧化碳和甲烷，冰川融化土地裸露吸收更多熱量，北極圈森林火災(zāi)不斷等等，綜合導(dǎo)致過去40年里北極變暖的速度是其他地區(qū)的兩倍，今年更是有研究稱，南北極的變暖速度實際都已達(dá)到了地球平均水平的三倍以上。

　　對未來北極海冰的預(yù)測，國際上主流觀點認(rèn)為本世紀(jì)中葉前，北極可能會出現(xiàn)無冰狀態(tài)，即海冰覆蓋范圍小于100萬平方公里，但是如果不限制溫室氣體排放，北極無冰狀態(tài)出現(xiàn)的時間將會提前。

　　8月10日，《自然·氣候變化》雜志發(fā)表的英國氣象局哈德利中心的研究論文預(yù)測，若不采取措施限制溫室氣體排放，北極海冰可能在2035年完全消失。8月13日，《自然·通訊地球與環(huán)境》刊登的美國俄亥俄州立大學(xué)一項新研究表明，格陵蘭島的冰蓋已經(jīng)融化到無可挽回的地步，每年向海洋傾瀉的冰塊超過2800億噸，成為全球海平面上升的最大貢獻(xiàn)者。

　　種種跡象表明，作為全球氣候變化的重要指示器，北極海冰融化已不容忽視。冰架坍塌，冰蓋融化，不僅導(dǎo)致海平面上升，淹沒部分島嶼，影響沿海城市，還會影響大氣和海洋環(huán)流，增加氣候災(zāi)害，引發(fā)物種危機等等。在這樣的挑戰(zhàn)面前，迫切需要各國攜手共同抗擊全球氣候變化。

北極海冰將于2065年無冰？

　　中國氣象報實習(xí)記者 張藝博

　　隨著全球碳排放量增加，全球變暖效應(yīng)顯著，北極經(jīng)歷了前所未有的變化，最顯著的特征就是北極氣溫升高的速度是其他地區(qū)的兩倍多。北極海冰也在發(fā)生巨大變化：海冰密集度降低、范圍迅速減少、厚度降低，且具有從多年凍冰向季節(jié)性海冰轉(zhuǎn)換的趨勢。

　　為預(yù)測未來氣候變化，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）征集了全球約40個模式，目前第五次全球耦合模式比較計劃（CMIP5）已經(jīng)全部完成，被認(rèn)為是當(dāng)前較為權(quán)威和主流的觀點，其中包含了對北極海冰未來發(fā)展的預(yù)測。海冰模式利用歷史海冰、大氣和海洋數(shù)據(jù)建立統(tǒng)計模型，用來預(yù)測海冰密集度、海冰厚度等的空間分布。

　　CMIP5模式顯示未來全球變暖背景下，北極9月海冰會不斷融化，本世紀(jì)中葉前，北極可能會出現(xiàn)無冰狀態(tài)，空間范圍不斷向格陵蘭島收縮。

　　CMIP5中模擬效果最好的模式結(jié)果顯示在人類碳排放量減少的情況下，北冰洋將在2065年9月首次達(dá)到無冰狀態(tài)，但也有許多模型顯示，在21世紀(jì)末海冰范圍仍然保持在200萬平方公里以上。而在未來人類活動排放的CO2等溫室氣體不斷增加的情景下，北極海冰生存環(huán)境或?qū)M(jìn)一步惡化。模擬效果較好的模式普遍認(rèn)為在2040年至2060年間，北極將首次出現(xiàn)無冰狀態(tài)，這被認(rèn)為是北極氣候的“轉(zhuǎn)折點”。

　　除海冰范圍將會大幅度減小外，海冰厚度也將明顯變薄。當(dāng)前，加拿大群島附近的北極區(qū)域海冰厚度最高，以此為中心向周圍逐漸變薄。據(jù)CMIP5的預(yù)測，北冰洋整體海冰將會進(jìn)一步變薄，加拿大群島附近將成為北極海冰最后的“避難所”。

　　此外，最新觀測證明，今年9月將是有觀測記錄以來北極海冰范圍的史上第二低值。

　　孫丞虎認(rèn)為，CMIP5所模擬出的結(jié)果具有一定參考性，但由于自然季節(jié)性恢復(fù)以及大氣內(nèi)部變率的影響，海冰也會出現(xiàn)短暫恢復(fù)性增長，對于海冰范圍的減少具有一定抑制作用。但這并不意味著北極未來海冰情況是樂觀的，由于重新生成的海冰大多為薄冰，可能會發(fā)生破碎融化而重新消失。全球變暖、海冰融化關(guān)乎人類生存和命運，需要國際社會共同努力，阻止全球進(jìn)一步變暖。

　北極升溫致北半球氣候變化明顯

　　中國氣象報記者 李一鵬

　　近年來，北極氣溫迅速升高，且速度超過全球其他緯度。

　　“北極變暖不僅是某一個測站某一個時間點的變暖，而是整個北極地區(qū)所有觀測站點的平均氣溫相對于氣候平均（1981-2010） 年的溫度異常，多套再分析資料均一致顯示北極地區(qū)增暖的速度是全球平均的2倍至3倍?！毙澱f。

　　北極歷來是影響東亞冬季天氣、氣候的關(guān)鍵區(qū)域之一。在大氣環(huán)流中，如果某一區(qū)域溫度顯著升高，很可能影響到大氣整體環(huán)流形勢，這是相對容易理解的過程。北極升溫迅速，一方面大氣變暖，另一方面海冰會融化，這都會影響到整體的氣候。

　　“從氣候動力學(xué)角度來看，北極變暖會導(dǎo)致北極和中緯度之間的溫度梯度減小，導(dǎo)致大氣正壓性增強，有利于中緯度極端天氣氣候事件的發(fā)生?！毙澖榻B。

　　北半球中緯度是世界人口的密集區(qū)，在北緯20度至65度的溫帶和亞熱帶區(qū)域內(nèi)居住著約80%的世界人口。研究顯示，北極變化與中國極端高溫、極端低溫、強降水、暴雪、霾日數(shù)，以及歐洲的高溫?zé)崂?、歐亞大陸北部冬季變冷趨勢、美國東北部暴風(fēng)雪等有密切聯(lián)系。

　　據(jù)武炳義介紹，目前秋、冬季節(jié)是北極海冰快速形成時期，此時北極海冰對大氣環(huán)流的影響要強于大氣對海冰的影響。北極海冰通過以下兩個可能機制來影響東亞冬季的天氣、氣候：一是北極海冰的負(fù)反饋機制，二是由海冰異常偏少引起的平流層—對流層相互作用機制。秋、冬季節(jié)北極海冰異常偏少，特別是巴倫支?！：１惓Ｆ?，可以加強冬季西伯利亞高壓（東亞冬季風(fēng)偏強）。

　　當(dāng)然，關(guān)于北極變化與中緯度天氣氣候之間是否有聯(lián)系仍是當(dāng)前的熱點科學(xué)問題，甚至存在激烈爭論。“盡管氣象學(xué)者已經(jīng)對北極變暖的機制進(jìn)行了大量研究，但是北極變暖的速度還是超出了預(yù)期， 說明我們對北極變暖機制的了解仍有不足?！毙澱f。

　　但如果北極持續(xù)“高燒”，按照北極海冰預(yù)計2050年全部融化來計算，途徑北冰洋的西北航道將完全開放，將會縮短約1/3的航運成本，但格陵蘭冰蓋會進(jìn)一步融化。若格陵蘭冰蓋完全融化，全球海平面將上升約7米，全球上百個海濱城市包括上海和廣州將沉入水底。此外，北極變暖會導(dǎo)致中高緯度凍土解封，對建造在凍土之上的高速路、管道、軌道、橋梁等等基建造成較大的安全隱患，并且藏于其中的史前病毒可能會被釋放到自然界之中。隨著北極氣候變暖，北半球中緯度地區(qū)頻頻發(fā)生極端高溫事件，發(fā)生森林火災(zāi)的風(fēng)險越來越高。

　　肖棟建議，防范北極變暖對我國的不利影響，需要從短期和長遠(yuǎn)兩個方面來做準(zhǔn)備。短期來講，加強關(guān)于北極的基礎(chǔ)研究，尤其是發(fā)展考慮北極信號的天氣至季節(jié)預(yù)報和預(yù)測方法，防范北極變暖可能引起的極端天氣氣候事件對我國人民生命和財產(chǎn)安全的威脅。從長遠(yuǎn)來講，需要全球各國相向而行，落實《巴黎協(xié)定》，采取更加嚴(yán)格的減排計劃減緩氣候變暖，才是根本所在。

　?。▉碓矗骸吨袊鴼庀髨蟆?020年9月25日四版 責(zé)任編輯：王美麗）

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