李海燕

北極氣溫的“高燒”現(xiàn)象雖然是天氣尺度現(xiàn)象，但與海冰融化、氣候整體增暖的背景有密切聯(lián)系。

北極在人們心中的印象是極寒極冷的冰雪天地。然而，據(jù)美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局發(fā)布的分析數(shù)據(jù)顯示，2月10日，北極附近急劇升溫，氣溫比正常水平高出大約27°C。2015年底的一天夜里，北極突然升溫36°C，讓全球很多國(guó)家開啟了“速凍”模式。為何如此寒冷的北極近幾年會(huì)頻繁出現(xiàn)“高燒”現(xiàn)象呢？《人民周刊》記者來(lái)到了中國(guó)氣象科學(xué)研究院極地氣象研究所，來(lái)探尋關(guān)于北極“高燒”的前因后果。

《人民周刊》：北極近年來(lái)為何頻頻“高燒”？

極地氣象研究所：北極地區(qū)的“高燒”是指北極地區(qū)的氣溫在短時(shí)間內(nèi)驟然上升的現(xiàn)象，又稱為北極爆發(fā)性增溫。這種現(xiàn)象主要是由于北大西洋氣旋引起的。在大西洋上形成的氣旋前部所攜帶的溫暖氣流直接進(jìn)入北極圈，暖空氣源源不斷地進(jìn)入北極中心地區(qū)，導(dǎo)致北極地區(qū)的寒冷氣團(tuán)被迫南下。但是，暖空氣入侵并不持續(xù)，北極很快被冷空氣回填，氣溫回復(fù)常態(tài)。北極的爆發(fā)性增溫主要發(fā)生在冬季，今年2月10日北極附近急劇升溫，較正常年份高出大約27℃，這種現(xiàn)象是由較強(qiáng)的穿極氣旋及其和伴隨的暖濕氣流向北極中心區(qū)輸送引起的。增溫過(guò)程中高空大氣向冰面輸送熱量，導(dǎo)致海冰破裂，海冰硬度的脆變，減緩了海冰厚度的增長(zhǎng)速度，這種過(guò)程可能是北極海冰面積和厚度減少的重要原因。北極氣溫的“高燒”現(xiàn)象雖然是天氣尺度現(xiàn)象，但與海冰融化、氣候整體增暖的背景有密切聯(lián)系。

《人民周刊》：北極海冰融化的原因是什么？它是一種單純的氣候現(xiàn)象，還是摻雜了人類活動(dòng)的復(fù)雜結(jié)果？

極地氣象研究所：北極海冰消融主要受到熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程影響。熱力學(xué)方面，冰雪的反照率遠(yuǎn)高于其他表面，這種對(duì)比導(dǎo)致了冰雪正反饋?zhàn)饔茫汉１龆鄷r(shí)，地表反照率增加，海水吸收的太陽(yáng)輻射減少，地表溫度就會(huì)降低，低溫就會(huì)加速海冰的凝結(jié)。當(dāng)海冰減少時(shí)，恰恰相反，上層海水和地表大氣都顯著增暖，海冰消融的速度也會(huì)大大加快。海冰越多結(jié)冰越快，海冰越少消融越快。在全球變暖的背景下，這一正反饋?zhàn)饔每赡苁菍?dǎo)致過(guò)去40年海冰持續(xù)消融的重要原因。動(dòng)力學(xué)方面，風(fēng)場(chǎng)的異常是海冰急劇消融的關(guān)鍵。北極地區(qū)盛行東北風(fēng)，大風(fēng)可將北極中心地區(qū)的海冰向南推動(dòng)，南部溫暖的海水則會(huì)加速海冰的消融。尤其在海冰比較薄的時(shí)候，風(fēng)場(chǎng)的影響更大。

《人民周刊》：北極增溫效應(yīng)會(huì)對(duì)全球氣候產(chǎn)生什么樣的影響？

極地氣象研究所：北極快速增溫伴隨著海冰的大范圍減少，而北極海冰強(qiáng)烈地影響著高緯的近地面條件，由此進(jìn)一步影響本地以及遙遠(yuǎn)地區(qū)的氣候。根據(jù)最近的研究，大氣環(huán)流的變化與北極海冰的減少有密切關(guān)系。受到冰雪正反饋的影響，海冰減少導(dǎo)致北極增暖幅度遠(yuǎn)高于全球平均水平，北極與中高緯的溫差減小，中緯度西風(fēng)減弱，會(huì)使中高緯度地區(qū)出現(xiàn)更多的阻塞形勢(shì)，北極的冷空氣更容易入侵到中高緯度大陸，從而造成北半球中高緯地區(qū)出現(xiàn)低溫異常。其次，由于秋冬北極增暖、海冰減少，增加了海面蒸發(fā)，使北極大氣水汽含量增加，又導(dǎo)致中高緯地區(qū)大雪和暴雪事件增多。

近幾十年，北半球冬季許多地區(qū)，如美國(guó)、中國(guó)和歐洲等地區(qū)都發(fā)生了極端嚴(yán)寒事件，并伴隨強(qiáng)烈的風(fēng)暴和暴風(fēng)雪以及破紀(jì)錄的冰雪凍雨事件。例如，2016年1月20～25日，受北極大氣環(huán)流變化的影響，“boss級(jí)”寒潮襲擊我國(guó)，我國(guó)自北向南陸續(xù)出現(xiàn)大風(fēng)降溫天氣。據(jù)國(guó)家氣候中心數(shù)據(jù)顯示，2016年1月20～25日，全國(guó)共529個(gè)氣象臺(tái)站過(guò)程降溫超過(guò)12℃。這次強(qiáng)寒潮過(guò)程還對(duì)日本西部地區(qū)造成影響，導(dǎo)致沖繩出現(xiàn)有觀測(cè)以來(lái)的首次降雪，甚至向南席卷到泰國(guó)，造成14人死亡。2016/2017年冬季，美國(guó)多次遭受暴風(fēng)雪襲擊：2016年12月17日，美國(guó)中部和東海岸大部分地區(qū)遭遇暴風(fēng)雪襲擊；2017年1月7日，歐美多地遭遇超強(qiáng)寒流；2017年3月14日，名為施特拉（Stella）的暴風(fēng)雪肆虐美國(guó)東北部，多地降雪量已超過(guò)1英尺（約30厘米），賓夕法尼亞州以及紐約州的部分地區(qū)降雪量接近2英尺（約60厘米），五千多萬(wàn)人的生活受到嚴(yán)重影響。

《人民周刊》：和北極相比，南極的增溫效應(yīng)現(xiàn)狀如何？為什么2016年的南極增溫效應(yīng)和海冰融化開始與北極同步？

極地氣象研究所：和北極相比，南極的增溫效應(yīng)較北極偏小。近幾十年，南極增溫顯著的區(qū)域主要位于西南極的南極半島地區(qū)，而東南極大陸增溫并不明顯，個(gè)別站還有較明顯的降溫趨勢(shì)，我國(guó)的南極長(zhǎng)城站和中山站分別位于西南極和東南極，兩站的觀測(cè)資料也證明了這一點(diǎn)。南極為陸地，陸地比熱容小，升溫和降溫都快；南極海拔較高，所以氣溫相對(duì)較低；南極中心為極地高壓區(qū)，氣流由中心流向四周，阻擋了來(lái)自低緯度的暖空氣，南極周圍的西風(fēng)環(huán)流同樣阻止了外界暖流的進(jìn)入。

而南極增溫效應(yīng)較北極偏小的原因可能如下：第一，南極遠(yuǎn)離人類活動(dòng)影響的中心區(qū)域；第二，南極周邊被海洋環(huán)繞，形成了全球最強(qiáng)的西風(fēng)環(huán)流，南極大氣相對(duì)更隔絕；第三，南極有大陸和千萬(wàn)年形成的厚冰蓋，下界面更加穩(wěn)定而難以改變，相對(duì)于經(jīng)過(guò)多年積累導(dǎo)致北極氣候變化從量變到質(zhì)變，南極氣候要實(shí)現(xiàn)質(zhì)變所需要的外強(qiáng)迫可能要大得多，時(shí)間也要長(zhǎng)得多。

2016年南極增溫效應(yīng)和海冰消融與北極開始同步，2016年11月南極海冰覆蓋面積為有記錄以來(lái)同期低值，表現(xiàn)出與北極海冰一致性變化趨勢(shì)，目前這種現(xiàn)象的成因還不夠清楚，需要加強(qiáng)研究。

《人民周刊》：面對(duì)極地增溫效應(yīng)逐步加劇的現(xiàn)狀，我們能為極地氣候環(huán)境的保護(hù)做出什么努力？

極地氣象研究所：北極地區(qū)是全球氣候變化的關(guān)鍵、敏感和脆弱區(qū)域。北極變暖毋庸置疑，隨著北極劇烈而持續(xù)的增暖，北極海冰也在以超出人們估計(jì)的速度消融。IPCC AR5指出，人為強(qiáng)迫很可能對(duì)1979年以來(lái)北極海冰的損耗做出了貢獻(xiàn)。在21世紀(jì)隨著全球的持續(xù)變暖，北極海冰將很可能繼續(xù)減少。

全球變化不僅是科學(xué)問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題，更是能源問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題、政治問(wèn)題。我們應(yīng)該正確認(rèn)識(shí)全球變暖，人類只有一個(gè)地球，南北極是地球上最后的凈土，在這片地區(qū)生存的動(dòng)物、植物非常脆弱，如果我們?nèi)祟惖幕顒?dòng)影響甚至污染了這片地區(qū)，可能導(dǎo)致不可恢復(fù)的結(jié)果，最終還是會(huì)影響到我們?nèi)祟惖纳姝h(huán)境。所以我們每個(gè)人都應(yīng)該從小事做起，綠色生活，保護(hù)環(huán)境。

各個(gè)國(guó)家特別是環(huán)北極國(guó)家，在研究極地或者開發(fā)極地時(shí)，應(yīng)該采取保守的態(tài)度，充分評(píng)估這些活動(dòng)對(duì)極地特殊環(huán)境的影響。