淺析在全球變暖下北極地區(qū)氣候的顯著變化

廣西南寧市氣象局

摘要：全球變暖給人類的生活帶來(lái)了極大地影響，尤其是全球各地極端天氣現(xiàn)象的產(chǎn)生更是和全球變暖有著不可忽略的關(guān)系。但是相對(duì)于這些地方來(lái)講，北極地區(qū)的變化更應(yīng)該引起研究者們的關(guān)注。

關(guān)鍵詞：全球變暖；北極地區(qū)；氣候變化

一、緒論

北極是地球氣候系統(tǒng)的重要單元，包含了大氣、海洋、陸地、冰雪和生物等多圈層相互作用的全部過程。通過這些相互作用，地球高緯度地區(qū)不斷驅(qū)動(dòng)著全球變化，同時(shí)也深受全球變化的影響。

北極，泛指北極圈（66°33′N）以北的地區(qū)。包括北冰洋的絕大部分面積、海冰區(qū)、島嶼和歐洲、亞洲、北美洲及格陵蘭島在北極圈以內(nèi)的陸地，總面積約2200多萬(wàn)平方公里。北極是地球在其最北端的凹陷部分，四面由大陸環(huán)繞、近于封閉的永久性冰凍海洋，被喻為白色的海洋或北冰洋，是一片被大陸包圍的冰雪海洋。平均水深約1225米，是世界四大洋中面積最小、平均水深最淺的一個(gè)海洋。

北極大部分地區(qū)都終年為冰雪所覆蓋，自然環(huán)境惡劣，氣候寒冷，暴風(fēng)雪頻繁，都是地球上的氣候敏感地區(qū)，也是制約和影響全球變化，特別是全球氣候變化的兩大冷源、驅(qū)動(dòng)器和敏感器。北極的年平均氣溫為10℃左右，較南極高15℃～20℃，記錄到的最低氣溫也相差20℃。

北極的冰雪主要在格陵蘭島，冰雪總量約為300萬(wàn)立方公里，約占全球總冰量的5.4%，凍結(jié)的水量約等于世界淡水總量的9%。如果這些冰雪全部融化，全球海平面將上升7.5米。

二、關(guān)于北極下墊面與氣候變暖之間關(guān)系的研究

北極地區(qū)大氣邊界層與冰雪下墊面之間的動(dòng)力和熱力相互作用，不僅影響著大氣層結(jié)構(gòu)和局地天氣氣候，而且對(duì)全球大氣環(huán)流和氣候演變也有重要的作用。在中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)模式、全球氣候動(dòng)力診斷和模擬模式中，都需要了解北極地區(qū)的各種熱力和動(dòng)力參數(shù)。目前許多先進(jìn)的大氣環(huán)流模式和氣候模式對(duì)極地大氣環(huán)流和氣候的模擬存在較大偏差。其主要原因之一就是因?yàn)閷?duì)北極地區(qū)冰雪與大氣相互作用的過程認(rèn)識(shí)不足。所以，必須對(duì)極地的輻射平衡、水汽、動(dòng)量輸送和能量交換過程及其參數(shù)化方案進(jìn)行深入研究，為氣候模式提供更適合極地大氣邊界層的物理特征參數(shù)，進(jìn)而合理評(píng)估極地在全球氣候變化中的作用。

第一，局地下墊面因子概述。

當(dāng)降水降落到地面上之后形成徑流時(shí)，會(huì)受到地面上各種自然地理特征因素的影響，如地表類型、海陸分布和地形等，這些影響因素都可稱做下墊面因子。在地球表面的大氣運(yùn)動(dòng)中，太陽(yáng)輻射是最基本的能源物質(zhì)，對(duì)氣候的形成和變化有決定性影響，局地下墊面因子對(duì)太陽(yáng)輻射在地氣系統(tǒng)中進(jìn)行時(shí)空分布以及大氣環(huán)流的特點(diǎn)有直接影響，對(duì)全球范圍內(nèi)的氣候要素場(chǎng)分布有決定性作用。在各地區(qū)具有不同的下墊面類型時(shí)，可以造成地表的水分及熱量的不同分布，對(duì)相應(yīng)的氣候要素造成影響，從而使局地氣候情況發(fā)生變化。

第二，北極地區(qū)下墊面因子對(duì)氣象的影響。

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)日前公布的第四次評(píng)估報(bào)告稱，全球氣候變暖是無(wú)可辯駁的事實(shí)，南北極的氣候變化是全球氣候變化的指示器，極地環(huán)境的各種參數(shù)對(duì)全球變化十分敏感，如果南北極的冰雪全部融化，會(huì)使海平面上升近70米，全球的洋流、季風(fēng)也會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而影響到人們的生活，所以人類對(duì)極地的變化應(yīng)十分關(guān)心?？茖W(xué)家們也一直認(rèn)為全球變暖對(duì)某些地區(qū)的影響將比其他地區(qū)更為顯著，而北極正是氣候變化的重點(diǎn)地區(qū)之一。

就氣候變化而言，南極洲是地球上“慣性”最大的地區(qū)，非常穩(wěn)定，冰原的代謝率極慢，與其他大陸相比，南極大陸地表反射率均勻，且?guī)缀鯖]有年變化，地表風(fēng)系也較其他大陸上更具持續(xù)性。因此南極大陸在南極區(qū)氣候體系中具有控制性的、穩(wěn)定的特點(diǎn)，從目前情況看，全球氣候變暖對(duì)南極的影響并不像北極那么大，近40余年來(lái)南極和鄰近地區(qū)溫度與全球平均溫度的變化并不一致。南極地區(qū)的增暖主要發(fā)生在南極半島地區(qū)，在南極大陸主體并不明顯，近十余年來(lái)還有降溫趨勢(shì)。

目前，全球海平面上升的主要原因不在于南極冰蓋，而在于北極格陵蘭冰蓋及高山冰川的消融和海水增溫后的熱膨脹效應(yīng)。對(duì)于北極來(lái)說，其下墊面主要是冰雪層，冰雪具有較大的反射率，尤其是對(duì)短波輻射的反射率更大，所以能夠吸收的太陽(yáng)輻射能少，太陽(yáng)輻射的損耗較大。同時(shí)，冰蓋幾乎與黑體相似，可以具有較強(qiáng)的長(zhǎng)波輻射能力，即使是兩個(gè)溫度相同的下墊面，冰雪覆蓋的向外輻射的有效輻射就大于其他下墊面，因而失熱更多。

另外，北極雖然遠(yuǎn)離人類的居住環(huán)境，但是依然逃不過被污染的命運(yùn)。之前北極地區(qū)能維持低溫的原因是因?yàn)榉垂饬軓?qiáng)的北極地面對(duì)陽(yáng)光的反射作用很強(qiáng)，能夠消弱陽(yáng)光對(duì)北極的照射，維持北極原有的環(huán)境。但是人類活動(dòng)造成的大氣污染給北極帶來(lái)了大量的黑色顆粒，這使得冰面被污染，冰面的顏色由白色變成了灰黑色，使得北極地面對(duì)陽(yáng)光的反射能力下降，地表吸收的熱量更多，從而造成溫度升高，將破壞北極原有的生態(tài)環(huán)境。

原先大面積覆蓋著北冰洋的冰蓋，如今已比30年前縮小了25%。隨著地球上最難以接近的地方由冰變成水（而這些水又在吸收熱量），北極冰蓋的收縮速度遠(yuǎn)比任何氣候模型預(yù)測(cè)的都要快。2007年8月28日，美國(guó)科羅拉多大學(xué)國(guó)家冰雪數(shù)據(jù)中心分析的衛(wèi)星圖片顯示，北極冰蓋已經(jīng)比它在2005年9月時(shí)的面積又縮小了10%，而且本年度還有將近一個(gè)月的融化期。照此速度，冰島大學(xué)的環(huán)境規(guī)劃專家瓦爾森說，北極變暖已變成一個(gè)“自我推進(jìn)”過程，這將使北冰洋到2040年夏季時(shí)成為無(wú)冰之洋。而且據(jù)美國(guó)地理學(xué)會(huì)的最新預(yù)測(cè)，不斷減少的北極冰層意味著半個(gè)世紀(jì)之后，北極熊的數(shù)量將減少三分之二。

三、結(jié)束語(yǔ)

縱觀國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界關(guān)于北極環(huán)境問題的研究成果，我們可以看出，近年來(lái)學(xué)界對(duì)北極問題研究日趨走向活躍，例如北極圈國(guó)家制定多種條約、協(xié)議以及合作模式，對(duì)北極環(huán)境，地質(zhì)，人文等方面進(jìn)行研究。中國(guó)極地研究中心、國(guó)家海洋局、中國(guó)海洋發(fā)展研究中心、中國(guó)海洋大學(xué)等科研部門機(jī)構(gòu)構(gòu)建了若干平臺(tái)，先后形成了一系列豐碩成果。

但是，對(duì)于北極我們?nèi)杂性S多要努力研究的地方。首先，研究視野仍需擴(kuò)大。除了從法律體系構(gòu)建方面談及北極問題，還可以從社會(huì)學(xué)、公共管理學(xué)、信息共享、技術(shù)交流等角度進(jìn)行研究且仍有較大的研究空間和價(jià)值。其次，相關(guān)理論探討有待深入。不能僅停留于表面，還要向縱深方向研究。關(guān)注事前事中事后，不僅要研究影響北極問題的因素，還要研究對(duì)策以及實(shí)施后的結(jié)果，評(píng)估等問題。再次，重視微觀具體問題的研究，增強(qiáng)針對(duì)性和可行性。已有的研究就宏觀層面比較多，而對(duì)配套政策及措施研究較少。有必要結(jié)合我國(guó)具體實(shí)際談及北極的保護(hù)措施。與此同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)其對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化、人口等方面影響的研究。從而有助于我國(guó)對(duì)北極保護(hù)規(guī)劃和政策的完善。最后，倡導(dǎo)研究方法的多樣性與科學(xué)性。對(duì)北極問題進(jìn)行全面而系統(tǒng)的調(diào)查研究，以獲取翔實(shí)的資料，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提高政策的科學(xué)性和針對(duì)性。研究應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)模型、數(shù)據(jù)的海洋生態(tài)安全結(jié)構(gòu)研究，同時(shí)，還可以使用比較研究法、案例分析法、內(nèi)容分析法等開展研究工作。

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