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(qū)，最近幾十年發(fā)生了被稱之為“Unaami”的快速變化?！癠naami”在北極因紐特（yup'ik）語(yǔ)中的意思為“明天”，將北極氣候環(huán)境的快速變化稱之為“明天”有“不可預(yù)知”、“不可控制”、和“謎一樣的明天”之意；正如當(dāng)初用西班牙語(yǔ)言“圣嬰”（El Nino）來(lái)命名南美西海岸東太平洋海水的異常增暖現(xiàn)象一樣，引起了人們的廣泛注意。

在北極環(huán)境研究計(jì)劃（SEARCH，2001）中，科學(xué)家將“Unaami”界定為：近期正在發(fā)生的十年尺度（30～50 年） 的，與北極及鄰近地區(qū)錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境變化有關(guān)的綜合現(xiàn)象。這些變化主要表現(xiàn)為：北極陸地地面氣溫持續(xù)升高，在某些地區(qū)，20世紀(jì)最高變暖達(dá)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(dǎo)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(lái)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(qiáng)，海平面氣壓降低，熱量、濕度經(jīng)向通量增加；由北極向亞北極的淡水通量增加等（圖1）?！癠naami”與北極大氣環(huán)流有關(guān)，是氣候變化的重要組成部分，它通過(guò)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(duì)北極的生態(tài)系統(tǒng)與人類社會(huì)產(chǎn)生很大的影響，是北極環(huán)境研究的主要內(nèi)容。

北極是全球增暖最顯著的地區(qū)之一，對(duì)增暖反應(yīng)非常敏感。近幾十年來(lái)發(fā)生在北極地區(qū)大氣、海洋、陸地領(lǐng)域中的各種重要的環(huán)境變化， 對(duì)北極環(huán)境的各個(gè)方面產(chǎn)生影響， 并正在影響生態(tài)系統(tǒng)、生物資源并反饋到人類社會(huì)， 進(jìn)而影響區(qū)域的乃至北半球的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。

極地氣候和大氣環(huán)境變化對(duì)全球大氣環(huán)流，特別是我國(guó)天氣氣候也會(huì)發(fā)生影響。我國(guó)位于北半球，北極冷空氣對(duì)我國(guó)的影響早為人熟知，對(duì)我國(guó)造成災(zāi)害的旱、澇、風(fēng)、雹等天氣氣候事件也大多與冷、暖空氣及其活動(dòng)異常有關(guān)。北極區(qū)域是我國(guó)冷空氣的主要源地，來(lái)自北極地區(qū)的寒流，一般是經(jīng)西北部、北部和東部三條路徑進(jìn)入我國(guó)境內(nèi)；冷空氣路徑不同，對(duì)我國(guó)天氣的影響也不同。例如，2008年春季，中國(guó)南方低溫雨雪冰凍天氣災(zāi)害，就與冷空氣活動(dòng)頻繁、路徑偏西，及青藏高原南側(cè)和西太平洋的暖濕空氣活躍等有關(guān)。

北極地區(qū)戰(zhàn)略地位特殊、資源潛力大，北冰洋海底蘊(yùn)藏著巨大的油氣和礦產(chǎn)資源，那里還有巨大的魚(yú)群以及具有戰(zhàn)略意義的重要航運(yùn)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(kāi)通，北冰洋航道將成為北美洲、北歐和東北亞國(guó)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(jī)碳，也有固態(tài)的天然氣水合物（甲烷冰，可燃冰）和氣態(tài)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(fā)酵菌和產(chǎn)甲烷微生物生存和繁殖；加之北極凍土消融、海冰融化帶來(lái)的北極地區(qū)天然沼澤、濕地面積增加；北極苔原冰凍時(shí)間縮短；河流湖泊、海洋無(wú)冰面積增加等也都導(dǎo)致了北極地區(qū)甲烷氣體釋放的增加。此外，北極變暖加速了石油、煤礦開(kāi)采，北極航道開(kāi)通及其他生產(chǎn)活動(dòng)，也會(huì)增加了甲烷氣體的釋放。

2 東西不同的南極

南極地區(qū)的氣候變化從時(shí)間、空間上來(lái)說(shuō)都是多樣的。近幾十年來(lái)，南極地區(qū)的顯著增溫主要發(fā)生在西南極的南極半島地區(qū)，大大地超過(guò)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(gè)別站還有較明顯的降溫趨勢(shì)。

由美國(guó)NOAA衛(wèi)星獲得的1981～2007年南極地表溫度變化趨勢(shì)可以看出：從總體上來(lái)說(shuō)，南極溫度升高，其中西南極一些地區(qū)，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(qū)還有降溫傾向（圖3）。我國(guó)南極長(zhǎng)城站和中山站分別位于西南極和東南極，兩站的觀測(cè)資料也證實(shí)了這一點(diǎn)。

有時(shí)，我們從新聞媒體上也可見(jiàn)到“南極冰蓋崩塌”的報(bào)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(shí)間，位于南極半島的拉森陸緣冰架發(fā)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(lái)在西南極經(jīng)常發(fā)生的，大范圍的冰架融化和崩塌，在東南極地區(qū)并沒(méi)有發(fā)生；冰川學(xué)研究也表明，在西南極地區(qū)冰蓋物質(zhì)的補(bǔ)充小于消融，冰蓋是不穩(wěn)定的；而在東南極地區(qū)冰蓋物質(zhì)的補(bǔ)充大于消融，冰蓋是穩(wěn)定的。

3 氣候變化的時(shí)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(huán)境都發(fā)生了明顯的變化。

極地環(huán)境的變化跟地球其他區(qū)域的變化息息相關(guān)。

在南北極地區(qū)，與全球變暖直接相關(guān)的溫度和海冰變化，很難用單一的人類活動(dòng)影響來(lái)解釋。目前還沒(méi)有足夠的依據(jù)能說(shuō)，50余年來(lái)南北極和鄰近地區(qū)的溫度和海冰變化是由于溫室效應(yīng)加強(qiáng)的結(jié)果，這種變化在很大程度上仍可能是由于氣候系統(tǒng)內(nèi)部變化的結(jié)果。

全球氣候變化不僅是科學(xué)問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題，而且是能源問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題、外交問(wèn)題和政治問(wèn)題。雖然目前對(duì)“全球變暖的主要原因”尚有不同意見(jiàn)，既不應(yīng)把全球變暖妖魔化，也不應(yīng)對(duì)此熟視無(wú)睹，人類只有一個(gè)地球，節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境是完全必要的。要充分認(rèn)識(shí)和理解氣候變化的不確定性，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)全球，特別是三極地區(qū)近地面溫度在內(nèi)的大氣要素的變化，采取積極的應(yīng)對(duì)措施。

4 結(jié)語(yǔ)

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

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

近30年來(lái)，南北極海冰的變化趨勢(shì)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(dá)到近30年來(lái)的最大覆蓋面積（圖5）。

除變化趨勢(shì)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(wàn)平方千米；而2013年8月，北冰洋冰封面積583萬(wàn)平方千米，與2012年8月相比，擴(kuò)大了238萬(wàn)平方千米，增幅達(dá)60%。在南極相鄰年同月海冰面積的差異，也可達(dá)到20%以上。

由此可見(jiàn)，包括極地在內(nèi)的地球氣候系統(tǒng)是十分復(fù)雜，對(duì)于這種變化究竟是人類影響還是氣候系統(tǒng)內(nèi)部變化的結(jié)果，在科學(xué)上有很大的不確定性，也還有不同的意見(jiàn)，需要進(jìn)一步研究。氣候變化在不同的地區(qū)會(huì)有不同的反應(yīng)，正如我們不能籠統(tǒng)地將北極的變化說(shuō)成是極地的變化，也不能將西南極地區(qū)的變化簡(jiǎn)單地誤認(rèn)為整個(gè)南極地區(qū)的氣候變化。endprint