南极海冰突然崩了：科学家终于搞懂这八年发生了什么

2015年之前，南极的海冰一直是个"异类"——当北极冰盖在全球变暖中节节败退时，它却几十年如一日地保持稳定，甚至偶尔还能扩张一点。但就在2015年，这个"异类"突然叛变了。海冰开始以惊人的速度消失，2023年创下历史新低，2024年接近历史低位，2025年和2026年初仍低于1981年至2010年的平均水平。一块比西欧还大的冰，就这么没了，而且至今没有恢复的迹象。

这件事让气候科学家头疼了将近十年。现在，他们终于搞清楚了这八年里到底发生了什么。5月8日发表在《科学进展》上的一项研究，把整个过程拆解成了三个阶段，而一切的起点，是风。

第一阶段：西风把深层暖水拱了上来

研究的第一作者、澳大利亚新南威尔士大学和英国南安普顿大学的物理海洋学家阿迪蒂亚·纳拉亚南打了个比方：他们用的模型"有点像混血儿"——既吞下了卫星和海洋传感器收集的真实观测数据，又运行着类似气候模型的数值计算。这种混合方法让他们能够重现2013年以来的实际变化。

模型显示，2013年到2015年间，海冰其实还在扩张。但表面之下，一场叛乱正在酝酿。

南极周围刮着强劲的西风带，学名叫"南半球西风"。这些风把表层海水往北推，按照物理规律，深层海水就会涌上来填补空缺。问题在于，南极的深层海水不是冷的——它是暖的，而且咸。

这里需要解释一下南极海洋的"千层饼"结构。表层是相对新鲜、寒冷的水，下面有一层叫"冬季水"的厚水带，特别冷，像一床被子把深层暖水盖在下面。但模型显示，从2005年开始，这床被子就在变薄。德国亥姆霍兹极地与海洋研究中心阿尔弗雷德·韦格纳研究所的研究人员今年3月发表的另一篇论文也证实了这一点。到2015年前后，西风一拱，深层暖水终于冲破屏障，接触到表层。

纳拉亚南说："系统正在以不同的方式运转。显然，有些东西变了。"

第二阶段：冰少了，吸的热就更多了

暖水上来之后，初始融化开始了。但这只是开始。

海冰有个关键功能：把阳光反射回太空。冰面越白，反射率越高，海洋吸收的热量就越少。一旦冰开始融化，露出深色的海水，情况就急转直下——海水吸收更多热量，温度上升，融化更多冰，露出更多海水……这是个经典的正反馈循环。

研究把2015年到2023年划为第二阶段。海冰逐年减少，反射的阳光越来越少，海洋吸收的热量越来越多，融化速度远超科学家最初的预期。2023年2月，海冰范围创下历史新低；同年7月，冬季峰值时，南极缺失的冰面积已经超过整个西欧。

第三阶段：新常态，而且暂时回不去

2023年之后进入第三阶段。研究指出，南极至今没有恢复，2024年接近历史低位，2025年和2026年初持续低于长期平均水平。

这不是简单的"坏年景"。纳拉亚南说的"系统正在以不同的方式运转"，意思是南极海洋可能已经进入了一种新的状态。冬季水层变薄不是临时现象，西风带的强化也有长期趋势的背景。即使某一年风稍微弱一点，冰稍微多一点，整个系统的平衡点可能已经移动了。

为什么这事让人困惑？

南极海冰的崩溃之所以被称为"现代气候记录中最极端、最令人困惑的事件之一"，是因为它打破了太多预期。

首先，南极和北极完全不同。北极是被陆地包围的海洋，海冰受周围大陆气候的直接影响。南极是被海洋包围的大陆，海冰环绕着一块巨大的冰盖，海洋环流复杂得多。科学家早就知道不能简单地把北极的经验套用到南极，但也没想到南极会以这种方式"补课"。

其次，南极海冰在2015年之前的稳定性给了人一种错觉。从1979年有卫星记录以来，南极海冰整体呈微弱上升趋势，与北极的急剧下降形成鲜明对比。一些研究甚至探讨过南极是否可能对全球变暖有"负反馈"作用——比如更暖的大气带来更多降雪，或者风场变化把冰推得更开。2015年的转折证明，这些缓冲机制是有极限的。

第三，速度太快。从相对稳定到历史新低，只用了八年。气候系统通常被认为变化缓慢，但南极海冰显示，关键阈值被突破后，转变可以是突然的。

风的变化从哪来？

研究指出了西风带的作用，但没有深入探讨这些风本身为什么变强。这是另一个复杂的故事。

南半球西风带主要受两个因素驱动：一个是热带和极地之间的温度差，温差越大，风越强；另一个是南极臭氧空洞，臭氧减少会改变高空大气结构，进而影响地面风场。过去几十年，臭氧空洞让西风带偏强；未来，随着臭氧层恢复，这个因素可能减弱，但全球变暖本身又在扩大热带-极地温差，可能加强西风。

哪个因素占主导，会随时间变化。这意味着南极海冰的未来不是一条直线，而是在多个相互抵消或叠加的力量中波动。但2015-2023年的经历表明，当几个因素暂时同向作用时，系统可以滑向一个难以快速恢复的新状态。

这和我们有什么关系？

最直接的影响是海平面——但这里有个常见的误解。海冰融化本身不会直接抬高海平面，因为冰本来就浮在水里，根据阿基米德原理，融化前后排开的水量相同。但海冰减少会间接影响海平面，途径至少有三条：

第一，海冰减少意味着南极冰盖边缘的"护堤"变弱。冰架是陆地冰盖伸向海洋的部分，底部被海水托着，前面又被海冰挡着。海冰消失后，冰架更容易被海浪侵蚀、被暖水从底部融化，最终崩解。冰架崩解后，后面的陆地冰川会加速流向海洋，这才是真正抬高海平面的水。

第二，海冰减少改变了海洋吸收热量的效率。南极周围海域是全球海洋"翻转环流"的关键部分，表层水变冷变咸后下沉，把热量和二氧化碳带入深海。这个泵的速度受海冰影响。海冰减少可能改变泵的效率，进而影响全球海洋热量分布和大气二氧化碳的吸收能力。

第三，海冰减少影响南极生态。海冰底部是藻类生长的平台，藻类是磷虾的食物，磷虾又是企鹅、海豹、鲸鱼的食物。海冰减少的时间、地点、持续时间，都会影响整个食物网的节奏。2022-2023年，南极帝企鹅繁殖地出现大规模繁殖失败，就被认为与海冰提前破裂有关。

还有什么没搞懂？

这项研究回答了"发生了什么"，但没回答"接下来会怎样"。

模型显示2013-2023年的三个阶段，但2023年之后系统是否进入稳定的新常态，还是仍在过渡中，目前不清楚。冬季水层变薄是从2005年开始的，但为什么偏偏在2015年触发崩溃，是随机波动还是必然阈值，也需要更多研究。

更根本的是，南极海冰对未来全球变暖的响应，会不会比气候模型预测的更敏感？目前的全球气候模型在模拟南极海冰方面表现不佳，多数模型低估了2015年后的损失速度。这项研究使用的"混血"方法——把观测数据喂给模型来约束输出——可能为改进预测提供了一条路，但距离可靠的长期预测还有距离。

纳拉亚南说"有些东西变了"。这句话的潜台词是：我们可能正在见证一个气候系统的状态转变，而从一种状态转到另一种状态的过程，往往比维持任何一种状态都更难预测。南极用了几十年时间积累变化，用八年时间完成转折，而我们要理解这个转折的全部含义，可能也需要不止八年。

至于那块比西欧还大的冰什么时候能长回来——或者还能不能长回来——科学家目前还没法给答案。能确定的是，2015年之前那个"稳定"的南极，已经不在了。