不断刷新的最低值，北极的冰川都去哪了？答案很奇妙

北极海冰流失迫在眉睫——是什么造成了如此现状？

北极冰川量到达今年最低值—— 2名美国宇航局的科学家解释北极冰川整体减少的原因

2011年，正处在北极极昼的季节，科学家们乘坐美国海岸警卫队“海利号”向楚科奇海的南部航行，执行由美国国家航空航天局发起的“冰逃”任务，该任务的目的是研究北极环境的变化会对周边海洋生态系统产生什么样的影响。

图片来源：美国国家航空航天局/凯瑟琳·汉森

本文最初发表于《对话》。该出版物向Space.com的专家之声——观点与见解栏目提供了这篇文章。

亚力克·佩蒂，美国宇航局极地海冰变化研究副研究员

蕾妮特·布瓦雷尔，美国宇航局冰桥行动的海冰科学家和副项目科学家

9月标志着北极夏季的结束，是北极冰停止融化转而凝固的时节，北极海洋中的冰含量也会在此时到达全年的最低点。

对于想要跨越北极的船长而言，这无疑是最有利于他们航行的时机，尤其是最近几年，自20世纪80年代开始，由于人类活动导致二氧化碳含量剧增，气温升高，海面的冰量越来越少，大约减少到了曾经的一半，这为北极地区的航海提供了不少便利。

NASA的科学家研究了北极海面冰量变化的原因以及可能的后果。在2021年9月16日，北极海洋冰覆盖面积达到了最低水平。尽管这不是有史以来最低记录，但是回顾各年最低覆盖面积的变化，我们还是发现北极冰的含量在气候的变化下一直呈现降低的趋势

北极正在变暖

根据联合国政府间气候变化专门委员会最新的气候评估报告，近年来，北极海冰含量的年平均值达到了1850年以来的最低水平，而夏末时测量的海冰最低含量则达到至少1000年来的最低水平，由此专家得出结论，“在2050年之前，北极可能至少有一次在九月低夏末时节几乎没有海冰。”

北极海冰减少(黑线)以及五种情景下对未来的预测。

北极海冰减少(黑线)以及五种情景下对未来的预测。(图片来源:NSIDC/Ed Hawkins)

随着北极冰的融化，明亮的冰层被深色而开阔的海面所取代，由于深色吸收光的能力更强，于是从北极反射回太空的太阳辐射会更少，从而会导致北极地区吸收更多的热量，使更多的冰流失，如此反复达到正反馈循环，使得北极变暖速度比整个地球要快三倍，当然这只是北极迅速变暖的原因之一。

从2021年开始，北极海洋冰发生了什么?

一年中海洋冰量最小的时期是基于前一年气候变化的。这一年，北极经历了异常的高压系统和强劲的顺时针风，它将北极中部最厚、最古老的冰面吹到了阿拉斯加北部的波弗特海，这引起了海冰科学家的关注。

北冰洋的夏季，冰雪融化从5月开始，同时这个月也会有多个气旋进入北极。这一方面增加了海冰流出的量，一方面气旋也使北极附近温度保持在相对较低的水平，从而一定程度上限制了海冰的融化。

而到了六月，海冰融化的范围和速度都会显著增加，因为此时低压系统在北极占据主导地位，从而导致温度也会比平均水平高出几度

十年接着十年，北极海冰量越来越少，如图，反映了自1979年卫星影像覆盖北极以来北极冰含量变化。1平方公里= 0.386平方英里。资料来源:国家冰雪数据中心

自1979年以来，卫星影像范围已经覆盖了北极。1平方公里= 0.386平方英里。(图片来源:The Conversation, CC-BY-ND)

到7月初，此时海冰的含量已经非常接近2012年的历史低点，但下半月海冰量下降速度明显放缓。从西伯利亚进入北极的气旋产生了逆时针向的风，从而导致了海冰的漂流。这种逆时针的海冰环流模式通常会减少北极地区通过格陵兰岛东部弗拉姆海峡移出的海冰数量。这可能是格陵兰海观测到创纪录的夏季海冰状况的原因。

这种冰环流模式也增加了从西伯利亚附近的拉普捷夫海流出的冰，从而使该地区的初夏的海冰含量创造了新的历史最低点。低压系统也增加了北极上空的云量。通常情况下，云层会阻挡太阳辐射，减少海冰融化，但同时它们也会捕获从海冰表面流失的热量，使之升温，因此云层对海冰融化的影响可能是混杂的。

8月，海冰的减少速度明显放缓，此时西伯利亚海岸普遍温暖，但阿拉斯加北部气温较低。由于全球变暖，北海航线一直作为全球航运路线被俄罗斯推进发展，但2008年，这条航线第一次被冰雪堵塞导致停运，尽管破冰船支持的过境仍然是很有可能的。

在这个阶段，海洋浮冰的融化与否极易受到某天或某周的天气条件的影响，此时，即使微妙的变化也可以对海冰量产生巨大的影响。2007年和2012年的海冰减少量都创造了记录，这就与夏末的反常天气有关，“2012年的北极大气旋”就是一个有趣的例子。

关于这些气候因素对于海冰量的作用仍在争论之中。然而，科学家们普遍认为，这种特定的风暴可能并没有足以在那些年推动海冰量达到最低点那么大的作用——当涉及到天气和海冰时，事情从来没有那么简单。

北极海冰量在2021年9月16日达到了最低点

北极海冰在2021年9月16日达到了最低水平。(图片来源:NASA地球天文台/NSIDC)

9月16日，北极海冰达到了2021年的最低水平，为472万平方公里(182万平方英里)，是有史以来第12低的。

接下来的几周，随着日照时间的减少和气温的下降，北极海冰将开始重新冻结。当周围海洋表面温度下降到冰点时，浮冰会将整个夏天吸收和储存的热量释放出来，重新冻结，变厚并膨胀。

在这个季节后期，北极海冰会在哪里形成

在这个季节后期，北极海冰会在哪里形成。(图片来源:约书亚·史蒂文斯/美国宇航局地球天

文台)

近年来，海冰重新冻结的时间愈发后移，可能推迟到10月，甚至11月。而海洋在夏季获得的热量越多，在再次形成海冰之前也就需要失去更多的热量。因此，有些极大的变暖信号实际上是在秋天观测到的，尽管我们将所有的注意力都放在了夏季的冰流失上。

还有许多我们尚未了解清楚的事

对于那些生活和工作在北极高纬度地区的人们来说，了解当地某一天或某一周的冰况是十分重要的。而在这些分散度较高的冰面环境内预测北极海冰冰况则十分有挑战性

正如2021已证实的那样，海冰是高度动态变化的——它会根据当时的天气模式进行移动和融化。想想我们所生活的地方，尽管有着对天气系统很好观测资料，天气预报员想要准确预测天气都是一件很困难的事情。而相比之下，北极几乎没有直接的观测资料，那么预测则更是难上加难。

一些天气变化也可能在当地触发某种反馈循环。例如，反常的热浪会引发冰融化和进一步变暖。风和洋流也会将冰分解扩散到海洋中，使其更易融化。

海冰科学家正在努力研究，以试图理解多种多样的过程，从而改进我们的预测模型。在理解海冰减少谜题的逻辑架构中，目前对冰的厚度的理解是其间尚未完善的关键。

因为厚度乘以面积等于体积。而对于海冰来说，自20世纪80年代以来，它的厚度的变化与面积一样被认为减少了一半，这意味着今天的北极浮冰总体积只有几十年前的四分之一。对于那些希望在北冰洋航行的人来说，知道他们可能遇到的任何冰层的厚度是至关重要的。然而从太空中持续测量海冰厚度是很困难的，在当下，像CESat-2这样的新技术正在为此提供关键的突破。

尽管存在这些不确定因素，但目前看来，北极离夏季无冰状态很可能已经不远了。好消息是，未来北极冰量的变化如何仍取决于当下的排放量，而且仍然没有证据表明地球已经超过了海冰减少的临界点，这意味着人类在决定北极海冰去留的问题上仍然掌握着很大程度上的主动权。

BY: Alek Petty

FY:冰阳

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