南极北极，是变暖还是变冷？

陆龙烨

1 北极，谜一样的明天

在北极地区，最近几十年发生了被称之为“Unaami”的快速变化。“Unaami”在北极因纽特（yup'ik）语中的意思为“明天”，将北极气候环境的快速变化称之为“明天”有“不可预知”、“不可控制”、和“谜一样的明天”之意；正如当初用西班牙语言“圣婴”（El Nino）来命名南美西海岸东太平洋海水的异常增暖现象一样，引起了人们的广泛注意。

在北极环境研究计划（SEARCH，2001）中，科学家将“Unaami”界定为：近期正在发生的十年尺度（30～50 年） 的，与北极及邻近地区错综复杂的环境变化有关的综合现象。这些变化主要表现为：北极陆地地面气温持续升高，在某些地区，20世纪最高变暖达5℃；海冰覆盖减少，海冰范围每10年减小3 %、厚度减少3%～5%；格陵兰冰盖边缘消融，尽管格陵兰岛中部高原地带由于固体降水的增大而导致冰盖增厚，但南部边缘的冰盖消融十分显著，每年以50km3的速度融化；大陆雪盖和冻土覆盖面积减小，30余年来欧亚雪盖减少10%，冻土消融；陆地淡水径流、雨量和融雪增加，海水盐度降低；海水增温：大西洋部分海域中层水温度增高1℃；北极气压下降，极涡加强，海平面气压降低，热量、湿度经向通量增加；由北极向亚北极的淡水通量增加等（图1）。“Unaami”与北极大气环流有关，是气候变化的重要组成部分，它通过海洋、陆地、海冰和大气的相互作用在气候变化中扮演重要角色，它的变化对北极的生态系统与人类社会产生很大的影响，是北极环境研究的主要内容。

北极是全球增暖最显著的地区之一，对增暖反应非常敏感。近几十年来发生在北极地区大气、海洋、陆地领域中的各种重要的环境变化， 对北极环境的各个方面产生影响， 并正在影响生态系统、生物资源并反馈到人类社会， 进而影响区域的乃至北半球的经济活动。

极地气候和大气环境变化对全球大气环流，特别是我国天气气候也会发生影响。我国位于北半球，北极冷空气对我国的影响早为人熟知，对我国造成灾害的旱、涝、风、雹等天气气候事件也大多与冷、暖空气及其活动异常有关。北极区域是我国冷空气的主要源地，来自北极地区的寒流，一般是经西北部、北部和东部三条路径进入我国境内；冷空气路径不同，对我国天气的影响也不同。例如，2008年春季，中国南方低温雨雪冰冻天气灾害，就与冷空气活动频繁、路径偏西，及青藏高原南侧和西太平洋的暖湿空气活跃等有关。

北极地区战略地位特殊、资源潜力大，北冰洋海底蕴藏着巨大的油气和矿产资源，那里还有巨大的鱼群以及具有战略意义的重要航运通道。按目前北极海冰缩减速度（图2），北冰洋的 “西北航道”和“东北航道”有望在2030年完全开通，北冰洋航道将成为北美洲、北欧和东北亚国家之间最快捷的黄金通道。

在北极冰冻圈中，封存了大量的碳，其中既有元素碳、有机碳，也有固态的天然气水合物（甲烷冰，可燃冰）和气态的天然气（石油天然气、煤层和泥炭层等）。北极气温升高，更有利于发酵菌和产甲烷微生物生存和繁殖；加之北极冻土消融、海冰融化带来的北极地区天然沼泽、湿地面积增加；北极苔原冰冻时间缩短；河流湖泊、海洋无冰面积增加等也都导致了北极地区甲烷气体释放的增加。此外，北极变暖加速了石油、煤矿开采，北极航道开通及其他生产活动，也会增加了甲烷气体的释放。

2 东西不同的南极

南极地区的气候变化从时间、空间上来说都是多样的。近几十年来，南极地区的显著增温主要发生在西南极的南极半岛地区，大大地超过了近100年全球平均增温0.74℃的幅度；而在东南极大陆增温并不明显，有些年个别站还有较明显的降温趋势。

由美国NOAA卫星获得的1981～2007年南极地表温度变化趋势可以看出：从总体上来说，南极温度升高，其中西南极一些地区，百年增温率接近2℃；而南极大陆主体，特别是东南极大陆冰盖，不但增温不显著，某些地区还有降温倾向（图3）。我国南极长城站和中山站分别位于西南极和东南极，两站的观测资料也证实了这一点。

有时，我们从新闻媒体上也可见到“南极冰盖崩塌”的报道，其中影响最大是，2002年从2月27日到3月5日一周不到时间，位于南极半岛的拉森陆缘冰架发生了大面积塌陷，200米厚的冰架塌陷后变成小的冰山和碎块， 塌陷的陆缘冰面积约有3250平方千米。只是近年来在西南极经常发生的，大范围的冰架融化和崩塌，在东南极地区并没有发生；冰川学研究也表明，在西南极地区冰盖物质的补充小于消融，冰盖是不稳定的；而在东南极地区冰盖物质的补充大于消融，冰盖是稳定的。

3 气候变化的时空多样性

在全球变暖大背景下，北极和南极的气候和大气环境都发生了明显的变化。

极地环境的变化跟地球其他区域的变化息息相关。

在南北极地区，与全球变暖直接相关的温度和海冰变化，很难用单一的人类活动影响来解释。目前还没有足够的依据能说，50余年来南北极和邻近地区的温度和海冰变化是由于温室效应加强的结果，这种变化在很大程度上仍可能是由于气候系统内部变化的结果。

全球气候变化不仅是科学问题、环境问题，而且是能源问题、经济问题、外交问题和政治问题。虽然目前对“全球变暖的主要原因”尚有不同意见，既不应把全球变暖妖魔化，也不应对此熟视无睹，人类只有一个地球，节能减排，保护环境是完全必要的。要充分认识和理解气候变化的不确定性，严密监测全球，特别是三极地区近地面温度在内的大气要素的变化，采取积极的应对措施。

4 结语

全球气候系统是由大气、海洋、岩石、冰冻和生物等五大圈层组成的复杂系统。北极和南极则包含了这五大圈层及其相互作用的全部过程。南北极地区的气候变化是十分复杂的。南北两极对于气候变化的响应也不尽相同。

从温度变化来说，北极对全球变暖的响应更为直接和显著，近几十年来北极各地都是以增温为主的；而在南极地区，增温主要发生在西南极地区， 而在南极大陆主体的东南极地区，增温并不明显。

近30年来，南北极海冰的变化趋势不同，北极海冰减少，而南极海冰却在增加。其中，北半球夏季（7月）和冬季（1月）的平均海冰覆盖面积分别以7.4%/10年和3.3%/10年的速度退缩；而南极夏季（1月）和冬季（7月）的平均海冰海冰则以5.2%/10年和1.0%/10年的速度增加（图4）。2012年9月南极海冰还达到近30年来的最大覆盖面积（图5）。

除变化趋势外，南北极海冰的年际变化也很大。如，2012年夏，北极海冰面积最小，为341万平方千米；而2013年8月，北冰洋冰封面积583万平方千米，与2012年8月相比，扩大了238万平方千米，增幅达60%。在南极相邻年同月海冰面积的差异，也可达到20%以上。

由此可见，包括极地在内的地球气候系统是十分复杂，对于这种变化究竟是人类影响还是气候系统内部变化的结果，在科学上有很大的不确定性，也还有不同的意见，需要进一步研究。气候变化在不同的地区会有不同的反应，正如我们不能笼统地将北极的变化说成是极地的变化，也不能将西南极地区的变化简单地误认为整个南极地区的气候变化。endprint