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诱发冬季极端严寒 北极海冰减少后果很严重？
关键词： 北极海冰 观测资料分析 北极地区 极端天气 西风急流 太阳辐射
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刚刚过去的冷冬让“北极海冰”这个词被频频提起。北极是全球气候变化的重要窗口，北极海冰的气候效应一直是全球气候变化研究中的重要内容。近些年，有关国家竞相开展北极海冰研究，以预测北极生态系统的变化、评估变化趋势并制定相关对策。而我国研究人员近期也对此做出了独创性的研究。
北极海冰范围持续减小
政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告指出：近百年来，全球地表平均温度升高了0.74℃，陆地的增暖通常高于海洋，特别是上世纪70年代以来尤为明显；中高纬度地区明显高于热带地区，北极地区的增温更是全球平均的2倍，这与北极海冰减少对气温增幅的放大作用有密切的关系。
今年2月，德国马克斯·普朗克气象研究所和德国气候计算中心推出的最新气候模型显示，北极海冰融化速度与二氧化碳排放紧密相关，北极海冰融化速度超出先前预期，如不控制温室气体排放，到本世纪中后期人们在夏季将不见海冰踪影，如果情况继续恶化，即使在冬季北极海冰也会最终消失。
国家卫星气象中心专家基于现有卫星观测资料分析表明，自1979年以来，北极海冰的范围呈现出持续减小的趋势。1979年至2011年，北极海冰9月份（北极海冰范围在一年中最小的月份）的范围正以每10年12%的速率消融。1997年以来，北极海冰年平均消融速率达到每10年减少60万平方公里。其中，9月份的消融速率更是达到了每10年减少130万平方公里，是年均消融速率的2倍多。
北极海冰的范围频繁出现创纪录的低值，2007年9月北极海冰范围为403万平方公里，是有卫星观测记录以来的最低值，相当于1979年-2010年31年平均值的66%。2011年9月，北极海冰范围为461万平方公里，是有卫星观测记录以来的第二低值，造成了当年北极西北和东北两条航道全线开通。
诱发冬季极端降雪和严寒
中国气象科学研究院研究员武炳义最新研究结果表明，近20年来欧亚大陆北部冬季表面气温呈现持续降温的趋势，秋季北极海冰的减少以及北冰洋和北大西洋海温的升高是造成这些地区降温的主要原因之一。
武炳义研究员指出，“秋季北极海冰异常偏少导致了近年来欧亚大陆冬季冷冬频繁出现，加剧了东亚地区极端天气气候灾害的发生，是导致近年来我国冬春季节天气气候灾害频繁发生的主要原因之一。”
例如，2005年、2007年、2010年和2011年9月北极海冰范围极端偏低，后期2005年12月日本发生了极端降雪事件，2008年初我国南方出现历史上罕见的低温雨雪冰冻灾害，2010年秋冬季我国华北大部、黄淮及江淮北部出现的大范围干旱，2012年1-2月我国北方经历了严寒。
而中科院大气物理研究所研究员刘骥平等人与美国科学家合作完成的研究发现，近几十年北极海冰减少对冬季降雪有重要影响。对于近年来冬季的异常降雪和寒冷天气，一些学者认为是由北极涛动或厄尔尼诺造成。但刘骥平等人研究称，北极涛动和厄尔尼诺不能解释过去4年出现的持续异常降雪和低温天气，北极海冰快速减少是导致近年来冬季极端降雪和严寒频发的重要因素。
此项研究表明，1979年以来，北极秋季海冰减少了29.4%，特别是过去4年是自有卫星观测以来的4个最小值。同时，过去的4个冬季，东亚、欧洲和北美大部分地区都出现了异常降雪和严寒天气。
结合观测资料分析和数值模式模拟，刘骥平等人发现：
一方面，夏季北极海冰的大范围减少以及秋冬季北极海冰的延迟恢复可以引起冬季大气环流的变化（这种环流变化不同于北极涛动），从而减弱了北半球中高纬的西风急流，使其振幅增强，即变得更具波浪状。这种环流变化使得北半球中高纬阻塞形势出现的频率增加，进而增加了冷空气从北极向北半球大陆地区入侵的频率，造成北半球大陆地区出现低温异常天气。
另一方面，夏季北极海冰的大范围减少以及秋冬季北极海冰的延迟恢复使得北极存在更多的开阔水，从而将大量的局地水汽从海洋传输给大气。同时，北极的变暖也使得大气可以容纳更多的水汽。
上述两方面结合在一起，导致近年来东亚、欧洲和北美大部分地区冬季的异常降雪和低温天气。该研究还指出，如果北极海冰继续减少，我们很可能会在冬季经历更多的降雪特别是强降雪和严寒天气。