导读：
2024年3月， 发表的一项研究显示，北极的海冰最快可能在本世纪30年代的夏季完全融化，也就是说可能在6-16年内发生。
这一预测令人担忧。我们这颗蓝色水星球的复杂和伟大，其中重要的一点，是通过全球水循环，因而各种极端天气都可以与几千公里外的北极冰盖联系起来。随着全球气候变化的发展， 蓝色水星球上高温、暴雨、洪水等极端天气陡增，甚至沙漠等极端干旱地区都会频繁遭遇洪水。
全球变暖对人类的影响不容忽视。人类该何去何从，这不单单是气候学家、水资源学者所关注的，也是每个个体需要了解和思考的问题。
被称为地球「三极」的北极、南极和青藏高原，是全球对气候变化最敏感的地方，被称为气候的「放大镜」。中国气象局在2024年9月新闻发布会上发布的【极地气候变化年报(2023)】表明，1979年至2023年，北极增温是同期全球升温速率 (0.18℃/10年) 的3.4倍。
地球是作为一个整体在运转。北极温度变化改变全球气候模式，导致极端天气气候事件发生，例如热浪、暴雨、洪水极端事件频发。甚至世界上离海洋最远的地区——塔克拉玛干沙漠的洪水都是全球气候变化带来的极端天气，都有北极冰盖融化的影响。 具体来说就是，北极温度变化，海冰消融，北极边缘海的蒸发量增加，进一步引起陆地降水量变化，北部高纬度地区冷季降水和极端暴雪不断增加。气候变化和北极变暖可能导致热带降水带向两极转移，中纬度地区极端天气事件增加，中纬度和亚热带地区更加干旱。
北极海冰平均面积约1000万平方公里，每年3月份面积达到最大，9月最小。地球变暖，「北极放大」效应意味着北极和南极地区的温度上升速度加快，其气温升高的速度是其他地区的两倍。卫星观测到的北极海冰覆盖率明显下降。2002-2021年北极海冰总体覆盖范围呈快速缩减趋势；每年最小海冰覆盖范围 （9月份） 在近20年平均下降10.1万平方公里，缩减范围超过200万平方公里，到2021年9月，海冰覆盖范围为396万平方公里。
气候变化下，北极地区自更新世 （Pleistocene） 残余的冰川和冰盖正在融化。北极冬季多年冰快速缩减，逐渐被一年冰取代；冬季多年冰在总海冰覆盖范围中的占比从28%下降到13%。NASA的GRACE卫星计算出，从2002年到2017年，地球冰川损失了2790亿吨冰，相当于近2536亿立方米的水量。在过去25年中，NASA卫星显示海平面上升了75毫米。
图1 北极海冰急剧退缩（NSIDC, Fetterer et al., 2017）
北极的快速变暖伴随着海冰消融和北冰洋开阔水域增加，有利于海冰消融区蒸发增强，给大气输送了更多的水汽和能量。这种变化对全球气候系统和北半球陆地降水模式产生了深远的影响。
研究结果表明，在1980至2021年冷季期间 （10月-3月） ，北极海冰覆盖面积减少了约30%，来自海冰消融区的蒸发对北半球陆地降水的总水汽贡献相对增加了32%。由海冰消融引起的水汽供给增强对高纬度陆地降水产生了显著影响，尽管源自北极海冰消融区的水汽仅占高纬度陆地降水总量的8%，但其强劲增长贡献了降水增长趋势的42%。部分北极海冰消融区水汽传输至中纬度地区，补给中国新疆北部地区降水，影响当地冬季积雪。
图2 北极消融区蒸发水汽贡献的陆地降水变化（Liu et al., 2024）
全球气温整体持续升高，北极地区变暖更快，这种温度变化趋势使得南北温度梯度减小，从而减弱西风带环流。西风带强度减弱，容易形成南北移动的经向气流，此时北极地区的冷空气就可以顺势向南入侵。在全球气候变暖背景下，北极极涡强度减弱，极涡内的冷空气分裂南下，导致受其影响地区出现强寒潮，中纬度地区强寒潮出现频率上升。
图3 北极海冰面积指数与冬季寒潮频率（a-c）及地表气温（d-f）的关系（Tang et al., 2014）
总体上说，北极海冰通过调节地表能量和水分平衡，影响全球气候，在全球气候和全球水文循环中发挥着关键作用。由于海冰的反照率远远大于海水，因此海冰减少后海水将吸收和储存更多的太阳辐射能量，从而进一步加剧北极升温、影响海洋表面的热量平衡及气候系统。数百万平方千米的冰盖与海水之间的切换，对北半球中高纬度的影响尤其明显。
中国气象局发布的【中国气候变化蓝皮书（2024）】 （以下简称【蓝皮书】） 指出，全球变暖趋势仍在持续。气候持续变暖对我们家园的影响既有洪旱灾害等的直接影响，也有对粮食和生态等的间接影响。
联合国政府间气候变化专门委员会 （IPCC） 发布了第六次评估报告【气候变化2023】也指出，在这种变暖水平下，全球旱地的9.5亿人将经历缺水、热应激和荒漠化，而全球遭受洪水威胁的人口比例将增加24%。
据Plug and Play Tech Center估计，到2050年，「将有30亿人无法获得适当的住所」，即在30年内增长200%。
联合国难民事务高级专员公署 （United Nations High Commissioner for Refugees） 表示，过去十四年来，平均每年有2100万人因与气候相关的天气事件而被迫流离失所；到2050年，可能会有高达12亿气候难民——这几乎相当于地球上每七个人就有一人。
联合国基金会 （United Nations Foundation） 在2020年的「Climate Change and the Future of Food」在报道中警告称，到2050年，全球粮食产量可能会下降多达30%，引发大规模饥饿、饥荒和死亡，并伴随历史性的人口大迁徙。
未来全球气候持续变暖，对我们和我们的家园的影响不容忽视。人类该何去何从，这不单单是气候学家、水资源学者所关注的，也是每个个体需要了解和思考的问题。
参考资料：
Jahn, A., Holland, M.M. & Kay, J.E. Projections of an ice-free Arctic Ocean. Nat Rev Earth Environ 5, 164–176 (2024). https://doi.org/10.1038/s43017-023-00515-9
转载内容仅代表作者观点
不代表中科院物理所立场
如需转载请联系原公众号
来源：赛先生
编辑：未
