北极海冰现状，北极海冰现状,北极海冰融化对全球气候的影响

周春江罗德海

说起北极，你会想到什么？无边的冰雪，漫长的冬季，被海冰覆盖的白海……这片广袤却人烟稀少的地区，一直以它的美丽和神秘吸引着人们的目光。从对北极一无所知到开辟北极航道，一直激发着人类探索的欲望。

近年来，北极再次成为人们关注的焦点，但这一次人们谈论的不是迷人的美景和未知，而是令人担忧的现实:北极海冰面积持续缩小，而且不断刷新历史纪录。

北极海冰持续减少。原因是什么？

作为北极地球的顶点之一，人类为查明这一地区的真相付出了巨大的代价。探测手段也从原始的雪橇探测发展到飞机测绘、潜艇、破冰船、无人设备等。自1979年以来，卫星已成为持续监测北极冰层变化的可靠工具。

观测技术的不断提高带来了更加丰富的数据，全球变暖背景下北极海冰正在减少的事实已经非常清晰地呈现在世人面前:在过去的半个世纪里，北极的变暖速率大约是全球变暖速率的两倍。北极海冰面积急剧下降，成为气候变化的关键指标和“放大器”。气候变暖加速了海冰的融化，同时，冰的整体减少导致反射的太阳光减少，进一步导致气候变暖。

由于北极地区长期极寒的气候，该地区有厚厚的冰层常年不融化，被称为常年海冰。它们以多变的造型和低调的色彩展示着自己独特的美。还有一些北极海冰具有明显的季节和年际变化:每年8月到9月，北极冰盖都会融化到科学家所说的“最小值”。随着冬季的到来，海水温度会降低，北冰洋及其周边海域的海冰覆盖面积会扩大，海冰覆盖面积会在次年的3-4月达到最大值。这些海冰会随着海水温度每年循环，影响北极周围的生态系统和北极航线的安全。

近几十年来，北极海冰覆盖的面积大大减少，这对依赖冰川的动物、植物和当地人都有很大影响。同时，冰川的消失还可以通过改变中纬度地区的天气气候模式和海洋环流来影响更遥远的地区。

关于北极变暖和海冰融化的潜在物理机制和相对重要性仍有许多争议。这是因为我们的地球系统是一个复杂的、非线性的相互作用的整体，各个圈可以相互影响。比如“看不见的”大气环流空无时无刻不在海洋上奔流，这也是冬季北极海冰面积减少的原因之一。

“牵一发而动全身”的天气系统

冬季北极海冰减少的关键区域有两个:一个是北美高纬度地区(巴芬湾、哈德逊海峡和拉布拉多海)，另一个是巴伦支海附近——喀拉海。

其中，巴伦支海-喀拉海是欧亚大陆寒潮的发源地之一，是冬季影响欧亚大陆冷空空气活动的关键海域。近年来，北半球中纬度地区频繁发生极端寒潮事件。许多学者认为，巴伦支海-喀拉海海冰的快速减少引发了大气环流的调整，进而影响了中纬度地区。

在北半球的西风带，大气运动不是直线的，而是波浪式的。北面的凸峰叫高压脊，南面的凹谷叫低压槽。脊西(即槽前、脊后)一般吹西南风输送暖湿空气，脊东(即槽后、脊前)一般吹东北风带来干冷空空气。

有时，在西风槽脊的发展演变过程中，脊不断向北延伸，其与南方暖空气体的联系被冷空气体切断，因此脊的北部会出现一个孤立的闭合暖高压中心。通常持续时间长，很少移动，阻碍了西风带上游的天气系统东移，所以称为“阻塞高压”。

北半球阻塞高压的形成和崩溃对我国的天气气候有重要影响:乌拉尔山阻塞高压的崩溃经常引起东亚大范围寒潮，鄂霍次克海阻塞高压的维持是我国梅雨发生的重要大尺度环流条件。

阻塞是北半球中高纬度地区的重要天气系统之一，它的建立和崩溃往往伴随着大范围甚至半球内环流型的剧烈变化。

中国科学院大气物理研究所罗德海团队对冬季乌拉尔阻塞高压与北极海冰的关系进行了一系列研究。他们的研究结果表明，在北极变暖的背景下，欧亚中高纬度地区的经向温度梯度和西风减小，导致经向位涡梯度减小。在这种环流背景下，乌拉尔阻塞将呈现准稳态(不动)特征，其持续时间也将变长。盘踞在乌拉尔山和新地岛的阻塞高压空，通过向下的长波辐射缓慢移动，导致海冰持续减少。近20年来，巴伦支海-喀拉海海冰的急剧减少可能与准稳定的乌拉尔阻塞的维持有关。同时，乌拉尔阻塞环流的西侧与北大西洋海平面气压场的上层合作，有利于低纬度地区暖湿水汽向北极输送，导致巴伦支海-喀拉海地区海冰持续减少；在乌拉尔阻塞环流的东侧，来自高纬度的冷空气体继续向欧亚中纬度输送，显著增加了这一地区极端寒冷事件的发生频率。

一个未解之谜。

科学家的研究结果表明，海冰减少和中纬度地区的极端冬季之间存在相关性，但这并不意味着一个直接导致另一个，而是两者同时受到同一个大尺度大气环流的影响。

地球各层之间的相互作用有点类似于“追溯鸡和蛋的起源”。也许北极海冰的减少并不是亚洲寒冬的直接原因。而大气环流影响下海冰覆盖面积的减少，意味着开阔水域面积的增加，使得海洋在冬季向大气释放更多的热量，进一步改变大气环流，有可能使冬季寒冷更加频繁和剧烈。

随着全球变暖问题的日益严重，了解北冰洋整体海冰和海域的变化，以及海洋-海冰-大气的相关规律变得越来越重要。

地球三大极地(北极、南极和青藏高原)受气候变化的影响比全球平均水平更大。北极冰层越来越薄，越来越多古老而深厚的冰层正在消失。即使在一些短暂的冷空气体的作用下，水域也会再次结冰，但新的冰层相对更薄更脆弱。气温稍有上升，就会导致新冰层“大开一个口子”。海冰变薄降低了海冰系统的稳定性，使其更具流动性。随着移动速度的增加，冰层更容易进入更温暖的海洋，然后融化。

千里之外发生的事与我们无关。海冰快速减少与亚洲极端寒潮事件有什么关系？会不会造成其他极端天气？这一切都还是未知数。

本文来自中国科学院之声微信官方账号，ID: zkyzswx。