淺析在全球變暖下北極地區氣候的顯著變化

廣西南寧市氣象局

摘要：全球變暖給人類的生活帶來了極大地影響，尤其是全球各地極端天氣現象的產生更是和全球變暖有著不可忽略的關系。但是相對于這些地方來講，北極地區的變化更應該引起研究者們的關注。

關鍵詞：全球變暖；北極地區；氣候變化

一、緒論

北極是地球氣候系統的重要單元，包含了大氣、海洋、陸地、冰雪和生物等多圈層相互作用的全部過程。通過這些相互作用，地球高緯度地區不斷驅動著全球變化，同時也深受全球變化的影響。

北極，泛指北極圈（66°33′N）以北的地區。包括北冰洋的絕大部分面積、海冰區、島嶼和歐洲、亞洲、北美洲及格陵蘭島在北極圈以內的陸地，總面積約2200多萬平方公里。北極是地球在其最北端的凹陷部分，四面由大陸環繞、近于封閉的永久性冰凍海洋，被喻為白色的海洋或北冰洋，是一片被大陸包圍的冰雪海洋。平均水深約1225米，是世界四大洋中面積最小、平均水深最淺的一個海洋。

北極大部分地區都終年為冰雪所覆蓋，自然環境惡劣，氣候寒冷，暴風雪頻繁，都是地球上的氣候敏感地區，也是制約和影響全球變化，特別是全球氣候變化的兩大冷源、驅動器和敏感器。北極的年平均氣溫為10℃左右，較南極高15℃～20℃，記錄到的最低氣溫也相差20℃。

北極的冰雪主要在格陵蘭島，冰雪總量約為300萬立方公里，約占全球總冰量的5.4%，凍結的水量約等于世界淡水總量的9%。如果這些冰雪全部融化，全球海平面將上升7.5米。

二、關于北極下墊面與氣候變暖之間關系的研究

北極地區大氣邊界層與冰雪下墊面之間的動力和熱力相互作用，不僅影響著大氣層結構和局地天氣氣候，而且對全球大氣環流和氣候演變也有重要的作用。在中長期天氣預報模式、全球氣候動力診斷和模擬模式中，都需要了解北極地區的各種熱力和動力參數。目前許多先進的大氣環流模式和氣候模式對極地大氣環流和氣候的模擬存在較大偏差。其主要原因之一就是因為對北極地區冰雪與大氣相互作用的過程認識不足。所以，必須對極地的輻射平衡、水汽、動量輸送和能量交換過程及其參數化方案進行深入研究，為氣候模式提供更適合極地大氣邊界層的物理特征參數，進而合理評估極地在全球氣候變化中的作用。

第一，局地下墊面因子概述。

當降水降落到地面上之后形成徑流時，會受到地面上各種自然地理特征因素的影響，如地表類型、海陸分布和地形等，這些影響因素都可稱做下墊面因子。在地球表面的大氣運動中，太陽輻射是最基本的能源物質，對氣候的形成和變化有決定性影響，局地下墊面因子對太陽輻射在地氣系統中進行時空分布以及大氣環流的特點有直接影響，對全球范圍內的氣候要素場分布有決定性作用。在各地區具有不同的下墊面類型時，可以造成地表的水分及熱量的不同分布，對相應的氣候要素造成影響，從而使局地氣候情況發生變化。

第二，北極地區下墊面因子對氣象的影響。

聯合國政府間氣候變化專門委員會日前公布的第四次評估報告稱，全球氣候變暖是無可辯駁的事實，南北極的氣候變化是全球氣候變化的指示器，極地環境的各種參數對全球變化十分敏感，如果南北極的冰雪全部融化，會使海平面上升近70米，全球的洋流、季風也會發生變化，進而影響到人們的生活，所以人類對極地的變化應十分關心。科學家們也一直認為全球變暖對某些地區的影響將比其他地區更為顯著，而北極正是氣候變化的重點地區之一。

就氣候變化而言，南極洲是地球上“慣性”最大的地區，非常穩定，冰原的代謝率極慢，與其他大陸相比，南極大陸地表反射率均勻，且幾乎沒有年變化，地表風系也較其他大陸上更具持續性。因此南極大陸在南極區氣候體系中具有控制性的、穩定的特點，從目前情況看，全球氣候變暖對南極的影響并不像北極那么大，近40余年來南極和鄰近地區溫度與全球平均溫度的變化并不一致。南極地區的增暖主要發生在南極半島地區，在南極大陸主體并不明顯，近十余年來還有降溫趨勢。

目前，全球海平面上升的主要原因不在于南極冰蓋，而在于北極格陵蘭冰蓋及高山冰川的消融和海水增溫后的熱膨脹效應。對于北極來說，其下墊面主要是冰雪層，冰雪具有較大的反射率，尤其是對短波輻射的反射率更大，所以能夠吸收的太陽輻射能少，太陽輻射的損耗較大。同時，冰蓋幾乎與黑體相似，可以具有較強的長波輻射能力，即使是兩個溫度相同的下墊面，冰雪覆蓋的向外輻射的有效輻射就大于其他下墊面，因而失熱更多。

另外，北極雖然遠離人類的居住環境，但是依然逃不過被污染的命運。之前北極地區能維持低溫的原因是因為反光力很強的北極地面對陽光的反射作用很強，能夠消弱陽光對北極的照射，維持北極原有的環境。但是人類活動造成的大氣污染給北極帶來了大量的黑色顆粒，這使得冰面被污染，冰面的顏色由白色變成了灰黑色，使得北極地面對陽光的反射能力下降，地表吸收的熱量更多，從而造成溫度升高，將破壞北極原有的生態環境。

原先大面積覆蓋著北冰洋的冰蓋，如今已比30年前縮小了25%。隨著地球上最難以接近的地方由冰變成水（而這些水又在吸收熱量），北極冰蓋的收縮速度遠比任何氣候模型預測的都要快。2007年8月28日，美國科羅拉多大學國家冰雪數據中心分析的衛星圖片顯示，北極冰蓋已經比它在2005年9月時的面積又縮小了10%，而且本年度還有將近一個月的融化期。照此速度，冰島大學的環境規劃專家瓦爾森說，北極變暖已變成一個“自我推進”過程，這將使北冰洋到2040年夏季時成為無冰之洋。而且據美國地理學會的最新預測，不斷減少的北極冰層意味著半個世紀之后，北極熊的數量將減少三分之二。

三、結束語

縱觀國內外學術界關于北極環境問題的研究成果，我們可以看出，近年來學界對北極問題研究日趨走向活躍，例如北極圈國家制定多種條約、協議以及合作模式，對北極環境，地質，人文等方面進行研究。中國極地研究中心、國家海洋局、中國海洋發展研究中心、中國海洋大學等科研部門機構構建了若干平臺，先后形成了一系列豐碩成果。

但是，對于北極我們仍有許多要努力研究的地方。首先，研究視野仍需擴大。除了從法律體系構建方面談及北極問題，還可以從社會學、公共管理學、信息共享、技術交流等角度進行研究且仍有較大的研究空間和價值。其次，相關理論探討有待深入。不能僅停留于表面，還要向縱深方向研究。關注事前事中事后，不僅要研究影響北極問題的因素，還要研究對策以及實施后的結果，評估等問題。再次，重視微觀具體問題的研究，增強針對性和可行性。已有的研究就宏觀層面比較多，而對配套政策及措施研究較少。有必要結合我國具體實際談及北極的保護措施。與此同時，還應加強其對政治、經濟、社會、文化、人口等方面影響的研究。從而有助于我國對北極保護規劃和政策的完善。最后，倡導研究方法的多樣性與科學性。對北極問題進行全面而系統的調查研究，以獲取翔實的資料，并對其進行統計分析，提高政策的科學性和針對性。研究應當加強對模型、數據的海洋生態安全結構研究，同時，還可以使用比較研究法、案例分析法、內容分析法等開展研究工作。

參考文獻：

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