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【科普阅读】探秘北极气候

花匠小妙招
2024-11-06 19:48

中国气象报记者吴越

　　中国第六次北极科考已圆满结束，但有关北极气候快速变化的话题却从未停止。日前，记者采访了中国气象科学研究院研究员卞林根，与他聊北极的秘密。

　　海冰减少为何影响全球气候？

　　近年来，北极海冰一直成为关注的焦点，其面积的减少被认为是气候变化的强烈信号，会影响到北极地区乃至全球的气候。更有研究指出，北极海冰的消减会给我国带来更为寒冷的冬天。这充分说明加强对北极的认识与研究十分必要，也是我国进行北极科考的一个重要原因。

　　曾有人预言，北极最早会在2014年出现夏季无冰的现象。虽然这一预言实际上有点杞人忧天，但是不容忽视的事实是，北极海冰的快速减少并未得到缓解。卞林根告诉记者，北极海冰的消减每年都要经历一个从夏到秋变化的过程，并在9月份时为最小。据美国监测数据显示，今年9月15日北极海冰面积达到507万平方公里的最低值，是近8年来冰情较严重的年份。虽然有些年份会出现海冰增多的现象，但是不能由于个别年份的特殊而否定北极海冰减少的趋势。因为海冰年际变化波动很大，不可能出现线性地持续减少。从整体上来看，北极海冰减少的趋势不可逆转。

　　联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告第一工作组报告明确指出，全球气候变暖是不容置疑的事实。而北极海冰的变化无疑是这种气候背景下的一个表征。为什么北极气候变化会受到高度重视？卞林根告诉记者，这是因为北极海洋和海冰与大气环流关系密切，具有相互作用和反馈机理。大气环流的变化直接影响北极气候的变化，因此，北极也被科学家们称为“全球气候变化响应和反馈最敏感的地区之一”。同时，北极气候又会对全球气候，尤其是北半球中低纬度的气候带来反馈作用。更具体地来说，就是北极海冰覆盖面积越小，地球表面对太阳辐射的反射就越少，吸收的热量就越多，气候就变得越暖，这时海冰的消融就会更快。同时，海冰对海洋与大气间热量交换有抑制作用。海冰的减少会使得太阳辐射直接进入海水，有利于海水吸收热量，加剧海洋和大气间的热量交换。

　　卞林根补充说，我国处于北半球，天气和气候直接受到北极大气环流的影响。老百姓常听到主持人在天气预报上说的“不断南下的冷空气”，其来源正是北半球的高纬度地区，而北极则是北半球的最北端。因此，北极气候一直是我国气候预测研究的重点，也是难点。

　　漂流自动气象站价值何在？

　　目前，多数气候模式对北极地区气候变化和海冰变化趋势尚存着不小的误差。卞林根告诉记者，这是由于北冰洋缺少固定站观测资料，研究多采用同化分析或遥感反演资料，需要实测资料加以验证。美国、日本和欧洲建立了北极点环境观测计划和国际北极浮标合作研究计划，以获取局部海区的海洋、大气和海冰实时数据。由于北冰洋海冰的漂流，固定点的观测信息往往难以获得，因此除采用飞机安装自动气象站外，同时还要开展机载水文调查研究。当前，通过北冰洋实时资料的获取与分析，研究海冰漂流规律和融化过程在气候变化中的作用正成为国际热点，而我国在北极建立冰浮标站和自动气象站也迫在眉睫。

　　2010年，我国第四次北极科考队在北冰洋安装了首个冰浮标站，获得了海冰漂流速度和方向的资料。2012年8月，我国第五次北极科考队在北冰洋中心区安装了由中国气象科学研究院自主研发的漂流自动气象站（DAWS），获得了极具研究价值的气象数据。和普通自动气象站不同的是，安装在北极地区的气象站除了能耐低温外，还具有观测北冰洋海冰漂流的功能。而不断漂流的海冰给气象观测设备带来了很多挑战，因此，自动气象站的寿命有限。目前，正在北极工作的则是新一轮上阵的气象“哨兵”。

　　卞林根介绍，漂流自动气象站需要利用船载直升机将其运达至海冰上安装，整套设备由气象塔、传感器、卫星发射天线、采集器和电源系统组成。为了能保证电源供应正常，设备需要更强的耐低温性，最低要承受-60℃以下的气温。我国在2012年安装的第一套漂流自动气象站工作了178天，由于北冰洋湿度很大，风传感器产生冻结，影响了风资料的连续性和精度。北极地区观测环境的恶劣可见一斑。2014年我国第六次北极科考队在北冰洋安装的第二套漂流自动气象站，目前运行正常。

　　“漂流自动气象站获取了极其宝贵的数据，发现了很多以前没有发现的现象。”卞林根说，“比如，观测数据显示出北冰洋中心区海冰具有不稳定的漂流过程。”通过数据，科学家还发现北极地区在24小时内的温度变化幅度可达30℃。这几乎相当于很多地区几个季节之间的温度差异。卞林根告诉记者，这种暴发性的增温作用是高空大气向冰面输送热量，导致海冰破裂；海冰硬度的脆变，减缓了海冰厚度的增长。“这可能是北极海冰面积减少和厚度变薄的内在过程。”卞林根期待，通过这些观测数据，在未来，可以探寻到北极海冰和气候变化的更多秘密。

　　（来源：中国气象报责任编辑：叶海英）