北極的海冰變化和影響

韓艷飛 楊楚鵬

摘 要： 近年來，北極地區越來越受到各個國家、科研機構的關注。由于氣溫低，北極地區的海洋上常年覆蓋著海冰，并隨著季節的變化，海冰呈現周期性消長。北極海冰變化與全球氣候的變化有著密不可分的關系，海冰是氣候系統的重要組成部分，其重要性與其物理屬性分不開，海冰的融化和凍結所吸收和釋放的熱量強烈影響大氣的能量收支。全球氣候變暖對北極地區海冰的消融有加速作用，海冰的消融反過來作用于全球氣候，這種循環模式可能會進一步影響極地生態系統和人類活動。

關鍵詞： 北極;氣候變暖;海冰減少

北極地區范圍大，實地監測海冰整體變化不可行，通過衛星遙感手段可以獲得空間連續且具有時間序列的遙感影像，進一步反演出海冰密集度、范圍、厚度等。其中，微波遙感由于不易受氣象和日照條件限制，可以全天時全天候地觀測海冰變化。美國國防氣象衛星計劃（DMSP）和美國國家航空航天局（NASA）對地觀測系統中，都有相關的微波傳感器用來監測北極地區的海冰變化。自1978年有衛星觀測數據以來，北極海冰的范圍、厚度和多年冰的比例均呈現顯著減少趨勢。根據美國雪冰中心（NSIDC）的報道，2018年夏季海冰面積達到有衛星記錄以來第六低，2019年則已經為第二低，范圍與2007年和2016年基本持平。

海冰密集度指海區內海冰所占面積的百分比，反映了區域內海冰分布數量上的基本特征，可以直觀地表達海區的海冰分布情況。利用NSIDC的微波遙感反演出的海冰密集度數據，經過統計分析發現1979年至2019年的40年中北極海冰面積整體呈現下降趨勢，且在一年中3月份海冰面積最小，9月份達到面積最大。以1979年和2019年3月份、9月份的海冰范圍和月平均海冰密集度分布圖（下圖）為參考，我們可以看到，經過40年的演變，2019年的海冰面積最少月份時已經下降到313萬km2，而1979年時為458萬km2，對比減少了近32%。海冰面積最大月份的海冰面積在40年間同樣減少，對比減少了近40萬km2。

北極海冰強烈影響北極地區的天氣和氣候，它的存在和變化對全球氣候都有潛在的重要作用。海冰變化與氣溫、氣候以及海洋環流等相互影響。在一年內，海冰范圍和氣溫都有明顯的季節周期性，海冰范圍的變化滯后于氣溫變化。溫室氣體在大氣中的不斷累積導致溫度上升，造成全球氣候變暖，這已經成為各國關注的重要氣候問題。年際變化上，全球氣溫整體上逐年升高，海冰的消融呈現逐年增加趨勢。北極海冰異常之間影響北大西洋大的鹽度變化，北極海冰消融后的海水進入周圍海域，將可能影響北大西洋的海水分層和溫鹽環流，并且可增強波浪運動，加劇對海岸線的侵蝕。由于北大西洋溫鹽環流調整，大氣環流將更快更有效地在全球傳播，造成全球氣候變化。在全球變暖背景下，北極海冰持續減少，導致開闊水域范圍增大，海洋吸收的太陽輻射增多，這將進一步導致海冰范圍縮小。更多的熱量從海洋輸送到大氣中，北極會在全球變暖背景下加速變暖，將引起環北極地區降水的增多、凍土融化及冰封溫室氣體的排放等。因此，北極海冰的持續減少很可能會加速全球變暖的進程。

北極海冰的減少對北極的生態平衡產生了消極影響。海冰為北極熊、海豹、海象、北極鰭魚以及眾多鳥類提供棲息和繁殖場所，同時也是馴鹿和察牛的重要遷徙路徑。由于部分區域的海冰年際變化顯著、穩定性差，浮冰消失速度加快，導致適應了以北極浮冰為棲息、捕食或繁殖平臺的北極大型哺乳動物的生活環境突變，體重和出生率下降，危及種群生存和繁衍。西哈得孫灣和南波弗特兩個棲息地北極熊數量減少已被證實是氣候變化導致海冰減少引發的結果。同時，北極海冰的快速變化，特別是夏季海冰范圍的持續減小和融冰季節時長的增加，將會加速北極地區科學考察和商業航運的發展。可以預期的是不久的將來北極航運會呈現爆炸式增長，這是否會觸發極地的環境惡化，值得我們深思。近年來，多地氣溫持續增加的新聞屢見不鮮，極端天氣出現的頻率越來越高。大氣中溫室氣體的增加進一步推動全球氣候變暖，極地地區海冰范圍的減小就是全球變暖導致的嚴重后果之一。這些現象都給我們敲響警鐘！在發展的同時，保護環境，尊重自然規律，實現人類與自然和諧發展，建立地球命運共同體是人類共同的未來使命！

參考文獻：

[1]數據來源：美國國家雪冰中心（National Snow and? Ice? Data? Center），? https：// nsidc.org/.

項目： 由中國地質調查局地質調查項目（DD20190577）資助

致謝： 感謝《楚科奇等海域天然氣水合物資源探查》項目（項目編號：DD20190577）對本文的支持！