南極北極，是變暖還是變冷？

陸龍燁

1 北極，謎一樣的明天

在北極地區，最近幾十年發生了被稱之為“Unaami”的快速變化。“Unaami”在北極因紐特（yup'ik）語中的意思為“明天”，將北極氣候環境的快速變化稱之為“明天”有“不可預知”、“不可控制”、和“謎一樣的明天”之意；正如當初用西班牙語言“圣嬰”（El Nino）來命名南美西海岸東太平洋海水的異常增暖現象一樣，引起了人們的廣泛注意。

在北極環境研究計劃（SEARCH，2001）中，科學家將“Unaami”界定為：近期正在發生的十年尺度（30～50 年） 的，與北極及鄰近地區錯綜復雜的環境變化有關的綜合現象。這些變化主要表現為：北極陸地地面氣溫持續升高，在某些地區，20世紀最高變暖達5℃；海冰覆蓋減少，海冰范圍每10年減小3 %、厚度減少3%～5%；格陵蘭冰蓋邊緣消融，盡管格陵蘭島中部高原地帶由于固體降水的增大而導致冰蓋增厚，但南部邊緣的冰蓋消融十分顯著，每年以50km3的速度融化；大陸雪蓋和凍土覆蓋面積減小，30余年來歐亞雪蓋減少10%，凍土消融；陸地淡水徑流、雨量和融雪增加，海水鹽度降低；海水增溫：大西洋部分海域中層水溫度增高1℃；北極氣壓下降，極渦加強，海平面氣壓降低，熱量、濕度經向通量增加；由北極向亞北極的淡水通量增加等（圖1）。“Unaami”與北極大氣環流有關，是氣候變化的重要組成部分，它通過海洋、陸地、海冰和大氣的相互作用在氣候變化中扮演重要角色，它的變化對北極的生態系統與人類社會產生很大的影響，是北極環境研究的主要內容。

北極是全球增暖最顯著的地區之一，對增暖反應非常敏感。近幾十年來發生在北極地區大氣、海洋、陸地領域中的各種重要的環境變化， 對北極環境的各個方面產生影響， 并正在影響生態系統、生物資源并反饋到人類社會， 進而影響區域的乃至北半球的經濟活動。

極地氣候和大氣環境變化對全球大氣環流，特別是我國天氣氣候也會發生影響。我國位于北半球，北極冷空氣對我國的影響早為人熟知，對我國造成災害的旱、澇、風、雹等天氣氣候事件也大多與冷、暖空氣及其活動異常有關。北極區域是我國冷空氣的主要源地，來自北極地區的寒流，一般是經西北部、北部和東部三條路徑進入我國境內；冷空氣路徑不同，對我國天氣的影響也不同。例如，2008年春季，中國南方低溫雨雪冰凍天氣災害，就與冷空氣活動頻繁、路徑偏西，及青藏高原南側和西太平洋的暖濕空氣活躍等有關。

北極地區戰略地位特殊、資源潛力大，北冰洋海底蘊藏著巨大的油氣和礦產資源，那里還有巨大的魚群以及具有戰略意義的重要航運通道。按目前北極海冰縮減速度（圖2），北冰洋的 “西北航道”和“東北航道”有望在2030年完全開通，北冰洋航道將成為北美洲、北歐和東北亞國家之間最快捷的黃金通道。

在北極冰凍圈中，封存了大量的碳，其中既有元素碳、有機碳，也有固態的天然氣水合物（甲烷冰，可燃冰）和氣態的天然氣（石油天然氣、煤層和泥炭層等）。北極氣溫升高，更有利于發酵菌和產甲烷微生物生存和繁殖；加之北極凍土消融、海冰融化帶來的北極地區天然沼澤、濕地面積增加；北極苔原冰凍時間縮短；河流湖泊、海洋無冰面積增加等也都導致了北極地區甲烷氣體釋放的增加。此外，北極變暖加速了石油、煤礦開采，北極航道開通及其他生產活動，也會增加了甲烷氣體的釋放。

2 東西不同的南極

南極地區的氣候變化從時間、空間上來說都是多樣的。近幾十年來，南極地區的顯著增溫主要發生在西南極的南極半島地區，大大地超過了近100年全球平均增溫0.74℃的幅度；而在東南極大陸增溫并不明顯，有些年個別站還有較明顯的降溫趨勢。

由美國NOAA衛星獲得的1981～2007年南極地表溫度變化趨勢可以看出：從總體上來說，南極溫度升高，其中西南極一些地區，百年增溫率接近2℃；而南極大陸主體，特別是東南極大陸冰蓋，不但增溫不顯著，某些地區還有降溫傾向（圖3）。我國南極長城站和中山站分別位于西南極和東南極，兩站的觀測資料也證實了這一點。

有時，我們從新聞媒體上也可見到“南極冰蓋崩塌”的報道，其中影響最大是，2002年從2月27日到3月5日一周不到時間，位于南極半島的拉森陸緣冰架發生了大面積塌陷，200米厚的冰架塌陷后變成小的冰山和碎塊， 塌陷的陸緣冰面積約有3250平方千米。只是近年來在西南極經常發生的，大范圍的冰架融化和崩塌，在東南極地區并沒有發生；冰川學研究也表明，在西南極地區冰蓋物質的補充小于消融，冰蓋是不穩定的；而在東南極地區冰蓋物質的補充大于消融，冰蓋是穩定的。

3 氣候變化的時空多樣性

在全球變暖大背景下，北極和南極的氣候和大氣環境都發生了明顯的變化。

極地環境的變化跟地球其他區域的變化息息相關。

在南北極地區，與全球變暖直接相關的溫度和海冰變化，很難用單一的人類活動影響來解釋。目前還沒有足夠的依據能說，50余年來南北極和鄰近地區的溫度和海冰變化是由于溫室效應加強的結果，這種變化在很大程度上仍可能是由于氣候系統內部變化的結果。

全球氣候變化不僅是科學問題、環境問題，而且是能源問題、經濟問題、外交問題和政治問題。雖然目前對“全球變暖的主要原因”尚有不同意見，既不應把全球變暖妖魔化，也不應對此熟視無睹，人類只有一個地球，節能減排，保護環境是完全必要的。要充分認識和理解氣候變化的不確定性，嚴密監測全球，特別是三極地區近地面溫度在內的大氣要素的變化，采取積極的應對措施。

4 結語

全球氣候系統是由大氣、海洋、巖石、冰凍和生物等五大圈層組成的復雜系統。北極和南極則包含了這五大圈層及其相互作用的全部過程。南北極地區的氣候變化是十分復雜的。南北兩極對于氣候變化的響應也不盡相同。

從溫度變化來說，北極對全球變暖的響應更為直接和顯著，近幾十年來北極各地都是以增溫為主的；而在南極地區，增溫主要發生在西南極地區， 而在南極大陸主體的東南極地區，增溫并不明顯。

近30年來，南北極海冰的變化趨勢不同，北極海冰減少，而南極海冰卻在增加。其中，北半球夏季（7月）和冬季（1月）的平均海冰覆蓋面積分別以7.4%/10年和3.3%/10年的速度退縮；而南極夏季（1月）和冬季（7月）的平均海冰海冰則以5.2%/10年和1.0%/10年的速度增加（圖4）。2012年9月南極海冰還達到近30年來的最大覆蓋面積（圖5）。

除變化趨勢外，南北極海冰的年際變化也很大。如，2012年夏，北極海冰面積最小，為341萬平方千米；而2013年8月，北冰洋冰封面積583萬平方千米，與2012年8月相比，擴大了238萬平方千米，增幅達60%。在南極相鄰年同月海冰面積的差異，也可達到20%以上。

由此可見，包括極地在內的地球氣候系統是十分復雜，對于這種變化究竟是人類影響還是氣候系統內部變化的結果，在科學上有很大的不確定性，也還有不同的意見，需要進一步研究。氣候變化在不同的地區會有不同的反應，正如我們不能籠統地將北極的變化說成是極地的變化，也不能將西南極地區的變化簡單地誤認為整個南極地區的氣候變化。endprint