北極海冰變化及其影響

1、北極海冰變化及其影響北極是全球氣候和環(huán)境變化的驅(qū)動器之一。作為全球氣候的冷源，北極的大 氣、海洋、海冰的運動直接或間接影響著全球尺度的大氣環(huán)流、海洋環(huán)流和氣 侯變異，實現(xiàn)了與全球氣候系統(tǒng)的相互作用。北極海冰是氣候系統(tǒng)的重要組成部 分，海冰的變化通過復(fù)雜的反饋過程對區(qū)域乃至更大尺度的天氣氣候產(chǎn)生重要 影響，其變化是指示全球氣候變化的重要標(biāo)志。國家衛(wèi)星氣象中心有關(guān)專家基于現(xiàn)有衛(wèi)星觀測資料分析表明，自1979年以 來，北極海冰的范圍呈現(xiàn)出持續(xù)減小的趨勢，1979-2011年期間北極海冰9月份 （北極海冰范圍在一年中最小的月份）的范圍正以每10年12%的速率消融。1997年以來，北極海冰年平均消融速率

2、達到了每10年減少60萬平方公里，其 中9月份的消融速率更是達到了每10年減少130萬平方公里，是年均消融速率 的2倍多。與此同時，北極海冰的范圍頻繁出現(xiàn)創(chuàng)紀(jì)錄的低值，2007年9月北極海冰范圍為403萬平方公里，是有衛(wèi)星觀測記錄以來的最 低值，相當(dāng)于1979-2010年31年平均值的66%。與2007年相比，2008-2010年 北極海冰9月份的范圍出現(xiàn)了連續(xù)三年的增加，但2011年又明顯減少，2011年9月，北極海冰范圍為461萬平方公里，是有衛(wèi)星觀測記錄以來的 第二低值，造成了當(dāng)年北極西北和東北兩條航道全線開通。北極海冰的覆蓋面 積也在不斷縮小，2016年3月24日，冬季北極海冰達到年度

3、最大值，覆蓋面積為1452萬平 方公里，但這卻是自1979年有衛(wèi)星記錄以來的最小值，這個數(shù)值比1981年至 2010年冬季北極最大海冰覆蓋面積的平均值，縮減了111.6萬平方公里?？偨Y(jié)來說，北極海冰具有明顯季節(jié)變化、年際變化和年代際變化特征?？?體上，北極海冰在迅速減少,其中夏季減少的趨勢比冬季更明顯，特別是夏季洋中區(qū) 海冰的減少將很難在短期內(nèi)得到恢復(fù)。北極海冰近年來的變化趨勢使得北極生物的生存環(huán)境更加惡劣。根據(jù)法國 國家科研中心公布的數(shù)據(jù)，過去20年間，北極冰蓋面積減少了 40%，平均厚度 已從3米減至1. 5 米。海冰面積的持續(xù)顯著縮小、融冰時段和時長增加、陸地淡水輸入增加，使 北極海洋環(huán)

4、流結(jié)構(gòu)和布局發(fā)生了變動，由此導(dǎo)致北極生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生 一系列響應(yīng)。北極冰帽目前的融化速度超出了科學(xué)家的預(yù)期，這會給北極熊、 海象及其他海洋生物造成嚴(yán)峻后果。賴以生存的北極海冰受到全球變暖的影響 而逐漸消融，對北極熊來說無疑是一個災(zāi)難。美國地質(zhì)勘探局的科學(xué)家曾宣 布，由于北極海冰融化，懷孕的北極熊不得不到阿拉斯加北部的陸地上產(chǎn)崽。由于夏季北極冰蓋消失，北極熊的捕食期越來越短，繁殖成功率也在下 降。北極海冰消退引發(fā)人們對北極熊的關(guān)注，海豹、海象、海鳥以及其他依靠 北極海冰生存的動物，未來也都可能面臨滅絕的危險。美國地質(zhì)勘探局發(fā)表報 告說，由于全球變暖造成北極地區(qū)海冰不斷融化，阿拉斯加州西北部

5、海域上萬 頭海象被迫爬上海岸。大批海象“上岸現(xiàn)象過去非常罕見，但在2 0 0 7年和 2009年至少各發(fā)生過一次，當(dāng)時北冰洋海冰處于或接近歷史最低水平。海冰是海象生活休息的重要平臺。海象需要不時從水中爬上海冰休息，如 果沒有浮冰，母海象和它們的幼子就必須游到海岸邊休息，而海岸邊由于十分 擁擠，小海象很容易被踩死或者壓死。2009年共有131只小海象遭此厄運。海 冰的快速融化也導(dǎo)致冰藻數(shù)量急劇減少。冰藻是許多北極海洋魚類和浮游生物 的主要食物來源，北極鱈魚中的一些種群因此開始萎縮，對北冰洋沿岸一些國 家的漁業(yè)經(jīng)濟發(fā)展造成了極大影響。北極海冰的變化通過復(fù)雜的反饋過程對全球氣候變化產(chǎn)生重要影響。由于

6、 正反饋效應(yīng)，海冰對太陽輻射的高反射率，使得被海冰覆蓋的地區(qū)更加寒冷， 如果海冰開始融化，由于反射率的降低加劇該過程；且海冰的熱擴散系數(shù)比水 小2-3個量級，阻礙了大氣與海水之間的交換；海冰在凍結(jié)和融化時的潛熱使 其起著儲熱庫作用，推遲了高緯地區(qū)溫度的季節(jié)變化。北極海冰融化對全球氣候產(chǎn)生影響，一方面是兩者相互作用的反饋過程：極地海冰覆蓋面積越小，地球表面對太陽輻射的反射就越少，吸收的熱量 越多，氣候就會變得越暖，從而會使得海冰的消融加快；另一方面，海冰對海 洋大氣間熱量交換有抑制作用，海冰的減少會使得太陽輻射直接進入海水，有 利于海水吸收熱量，加劇海洋和大氣間的熱量交換；此外，海冰生消所產(chǎn)生的

7、 潛熱變化也很大。所以說，海冰面積的變化對氣候的影響十分重要，對北極以 外地區(qū)的天氣和氣侯也會有影響。北極海冰變異對北半球中高緯度的大氣環(huán)流、溫度都有巨大的影響，而我 國地處北半球，其對我國氣候變化也產(chǎn)生一定影響。中國氣候?qū)＜艺J(rèn)為秋季北 極某些海域海冰的減少對我國冬季氣溫偏低有促進作用。武炳義研究員指出：秋季北極海冰異常偏少導(dǎo)致了近年來歐亞大陸冬季冷冬頻繁出現(xiàn)，加劇了 東亞地區(qū)極端天氣氣候災(zāi)害的發(fā)生，是導(dǎo)致近年來我國冬春季節(jié)天氣氣候災(zāi)害 頻繁發(fā)生的主要原因之一。例如，2005、 2007、 2010 和2011年9月北極海冰范圍極端偏低，后期2005年12月日本發(fā)生了極端降雪事件，2008年初我國南方出現(xiàn)歷史上罕 見的低溫雨雪冰凍災(zāi)害，2010年秋冬季我國華北大部、黃淮及江淮北部出現(xiàn)的 大范圍干旱，2012年1-2月我國北方經(jīng)歷了嚴(yán)寒。北極海冰范圍越小，越有利 于極地冷氣團向南侵襲，