北极地区持续高温的原因

远航一号

从气候学的角度来讲，北极地区出现高出历史平均温度十几度高温的现象，可以被看作是极端事件。IPCC报告指出在全球变暖背景下，全球极端事件发生的概率将大大增加，因此我们需要从更大的视角观察这次的气候事件。

第一，在全球变暖的大背景下，北极难以“独善其身”。由于工业革命以来，人类向大气中排放了过量的二氧化碳，而其温室效应使得全球平均温度在1880年到2020年间上升了约1℃。

工业革命至今，大气中的二氧化碳增量超过45%

人类活动所需的能源排放了过多额外的二氧化碳

其在大气和海洋中将会持续数千年

（数据参考：NOAA）▼

从更长时间尺度来看，在地球的演化历史中，如今的气温并不算高，我们处在气候学家所定义的“冰室气候”中，但是需要警觉的是，全球平均气温在最近100年的上升速度骇人听闻，人类活动对于气候变化的影响显而易见。而发生在北极的变化显著地“指示”了这一全球性的气候变化。

无论是不断变迁的地质还是在冰室和温室之间变换的气候

对地球来说都是正常的变化

但只有极短的时间邦是适宜人类生存的

人类无节制的工业活动只是在缩短这个时间而已

（地质时间螺旋  图：USGS）▼

第二，北极放大效应加剧了北极变暖。本世纪以来，北极地区温度增加的幅度是全球平均水平的2倍，这样的现象被称为“北极放大”现象。科学家提出了一些北极放大的成因，但还存在争议，其中最主要的是海冰消融，大气温度，云及水汽的反馈作用。

在这60年里的增温趋势中

北极得到大部分地区都高于地球其他地区，高达4℃

北极的各种特点在气候变化面前又反噬给了北极

（图：NASA GISS）▼

先说海冰消融的反馈作用。更能反射太阳辐射的海冰变成了开阔的水面，导致海洋在夏季可以吸收更多的热量，并在秋冬季释放到大气中，造成地面温度的升高。气温升高又会使海冰更少，从而形成了正反馈作用，使北极增暖的信号被放大。

冰盖，海冰，雪面的反射率都远高于水面和陆地

海冰的消融扩大了高吸收率区域的面积，造成持续的变暖循环

（数据仅作对比示意，不作最终解释）

（底图：shutterstock）▼

其次是大气温度反馈作用。北极地区接收了更多的辐射，温度自然上升，而温度升高后向外的辐射也会增强，从而重新达到平衡。但是温度变化了多少则和其本身的温度高低有关，根据普朗克定律，温度越高，温度的变化也就越大，所以在寒冷的北极地区的增温也就会比温暖的热带地区更大。此外，由于北极地区的增温主要在大气的低层，而热带地区主要在中高层，因此大气增温对于北极地表温度升高影响更显著。

地球不同地区的热辐射强度因温度和吸收能量等而有差异

（图：science.nasa.gov）▼

再次是云和水汽的反馈作用。大气温度升高后，空气中水汽的容量会增加，而且会使下垫面蒸发增加，这在较为寒冷的北极海域上尤为显著。水汽作为比二氧化碳更高效的一种温室气体对北极地区的温度贡献很大。另一方面，由于大气中水汽的增加也会带来云的同步变化，云在北极地区往往扮演了反射太阳光而使北极地区降温的角色。

入射辐射有些会被云层反射

还有一部分被大气吸收和被地球表面吸收

（底图：shutterstock）▼

总的来说，在北极地区本来就被海冰覆盖的冬春季，太阳辐射较弱，大量的太阳辐射本就可以被反射，云的影响不显著，而水汽的影响显著，因此云和水汽的反馈作用表现为使北极地区增温；相反到了夏季和秋季，北极地区的太阳辐射增强，海冰消融后的开阔水面增加，云的影响较冬春季更大，而云和水汽的总的反馈作用也就不显著了。

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转自：地球知识局