近年來，不同科研團(tuán)隊(duì)對(duì)于北極放大效應(yīng)提出諸多不同觀點(diǎn)。例如北極云量和水汽增加導(dǎo)致更多長(zhǎng)波輻射反射回海面或冰面；中緯度通過波動(dòng)和大氣環(huán)流向北極輸送更多熱量和水汽；海洋變暖向極地輸送更多熱量，導(dǎo)致海冰融化；極地臭氧的損耗可能推動(dòng)了北極氣溫的極端升高等。
當(dāng)前，全球氣候變暖屢屢引起人們的討論。由于人們焚燒石油、煤炭等化石燃料，砍伐森林并將其焚燒等行為，二氧化碳等大量溫室氣體產(chǎn)生，這些溫室氣體對(duì)來自太陽輻射的可見光具有高度透過性，對(duì)地球發(fā)射出來的長(zhǎng)波輻射具有高度吸收性，能強(qiáng)烈吸收地面輻射中的紅外線，導(dǎo)致地球溫度上升。
而在全球氣候變暖的大背景下，北極的氣溫增速跟全球其他大部分地區(qū)比起來，似乎顯得更加“脫韁”：
近年來，北極地區(qū)頻繁出現(xiàn)高溫異常現(xiàn)象。如2018年7月30日，位于北極圈以內(nèi)250公里的挪威城市巴納克出現(xiàn)了32℃的高溫；2019年7月4日，美國(guó)國(guó)家氣象局發(fā)布數(shù)據(jù)，顯示阿拉斯加州的安克雷奇國(guó)際機(jī)場(chǎng)氣溫達(dá)到32℃，打破50年的高溫紀(jì)錄；2020年6月20日，西伯利亞維爾霍揚(yáng)斯克監(jiān)測(cè)到38℃高溫，創(chuàng)北極地區(qū)新的高溫紀(jì)錄。有研究顯示，2015年12月至2016年2月，北極地表溫度較上次最暖紀(jì)錄(2011—2012年冬季)高出0.7℃，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)數(shù)據(jù)報(bào)告顯示2018年10月到2019年9月北極的平均氣溫再次升高1.9℃。
近期，甚至有氣候科學(xué)團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱，北極變暖的速度是全球平均速度的4倍。這一說法是否屬實(shí)？造成北極增溫高于全球平均速度的原因又是什么？
北極放大效應(yīng)讓北極加速變熱
以往研究表明，幾十年來，北極增溫幅度高達(dá)1.2℃/10年，是全球地表氣溫增暖最劇烈的地區(qū)，其增溫幅度是全球平均增溫幅度的2倍以上，這種現(xiàn)象被稱為北極的放大效應(yīng)。
北極在氣候系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的調(diào)制作用。而隨著全球碳排放量增加，全球變暖效應(yīng)顯著，北極海冰急劇消融，海冰密集度、范圍、厚度降低，且具有從多年凍冰向季節(jié)性海冰轉(zhuǎn)換的趨勢(shì)，進(jìn)而引發(fā)一系列氣候變化。
正因如此，北極的放大效應(yīng)備受矚目，世界各國(guó)和氣象組織，都對(duì)北極氣溫的變化高度關(guān)注。
為什么會(huì)有北極放大？近年來，不同科研團(tuán)隊(duì)提出諸多不同觀點(diǎn)。例如北極云量和水汽增加導(dǎo)致更多長(zhǎng)波輻射反射回海面或冰面；中緯度通過波動(dòng)和大氣環(huán)流向北極輸送更多熱量和水汽；海洋變暖向極地輸送更多熱量，導(dǎo)致海冰融化；極地臭氧的損耗可能推動(dòng)了北極氣溫的極端升高等。
“北極放大的驅(qū)動(dòng)機(jī)制十分復(fù)雜?！备拭C省氣候資源及防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、教授王海澄說，已有的研究表明，在局地因素方面，主要受到海冰反照率反饋、云和水汽反饋、大氣溫度的普朗克反饋等影響。而在北極以外的熱輸送方面，包括海洋環(huán)流的向極熱輸送，大西洋和太平洋海溫的調(diào)制等。另外，有人也提出，北極環(huán)北冰洋陸地區(qū)域植被返青期提前、生長(zhǎng)季延長(zhǎng)以及植被綠度提高等變化，同樣會(huì)對(duì)北極升溫形成反饋?zhàn)饔谩?/p>
關(guān)于對(duì)北極放大效應(yīng)成因的解釋，中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員陳金雷最認(rèn)可的是“北極內(nèi)部正反饋過程”。
陳金雷說，北極地區(qū)的下墊面主要是海洋、海冰，冰的反照率為30%—70%，水的反照率只有20%—30%，冰比水的反照率大很多。受全球變暖影響，海冰厚度和覆蓋面積減小，導(dǎo)致海洋吸收太陽輻射能增加，海水變暖又進(jìn)一步加劇海冰的融化。越來越多的開闊海面對(duì)大氣也產(chǎn)生了加熱作用。
溫度測(cè)定并不簡(jiǎn)單
對(duì)于北極氣溫增速大于全球平均，科學(xué)家們已經(jīng)達(dá)成了共識(shí)，但這一結(jié)論是如何產(chǎn)生的？氣溫測(cè)定具體以哪里的溫度為準(zhǔn)？
對(duì)于溫度的測(cè)定，全球已建立較為密集的地面氣象觀測(cè)站、高空氣象觀測(cè)站網(wǎng)等。世界氣象組織《全球觀測(cè)系統(tǒng)指南》中規(guī)定，觀測(cè)場(chǎng)地所處環(huán)境應(yīng)具有典型的物理、化學(xué)和地理特點(diǎn)。觀測(cè)場(chǎng)地也應(yīng)滿足《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》。“例如，應(yīng)將氣象觀測(cè)儀場(chǎng)地選在遠(yuǎn)離建筑物和樹木的開放區(qū)域，從建筑物和樹木叢到觀測(cè)區(qū)域的距離至少應(yīng)分別為該建筑物或樹木自身高度的10倍和20倍。除岸基觀測(cè)以外，觀測(cè)點(diǎn)與水體的距離應(yīng)該在100米以上。因此，一個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)應(yīng)該代表的是一個(gè)較大范圍內(nèi)的溫度平均值。”王海澄說。
陳金雷分析，在新發(fā)布的報(bào)告中，研究人員認(rèn)為北極變暖速度是其他地區(qū)的4倍，是基于幾個(gè)原因。首先是其對(duì)北極區(qū)域的界定不同。以往研究中將北緯60度以北作為北極，而此次研究中，研究者認(rèn)為應(yīng)該嚴(yán)格按照北極圈，即北緯66.6度來劃定北極范圍。這樣劃分理論上會(huì)使得放大的倍數(shù)增大。
時(shí)間跨度較大也是報(bào)告得出這一結(jié)論的原因之一。陳金雷認(rèn)為，用于計(jì)算變暖的時(shí)間跨度很重要，新的報(bào)告選擇了過去30年進(jìn)行研究，但過去30年是全球變暖最顯著的階段。
“還有一個(gè)原因是大家所用的各種資料不統(tǒng)一?！标惤鹄渍f，要測(cè)定氣溫，觀測(cè)當(dāng)然是最準(zhǔn)確的，但全球沒有那么密集的觀測(cè)網(wǎng)，所以大家一般使用的是再分析資料和遙感資料，不同機(jī)構(gòu)發(fā)布的資料種類很多、時(shí)空分辨率不同，所以最終結(jié)果也不一致。
“這一結(jié)論尚未在學(xué)界達(dá)成共識(shí)?！标惤鹄渍J(rèn)為，北極變暖較之全球平均的速度，目前公認(rèn)的數(shù)據(jù)是2—3倍，2021年北極理事會(huì)北極監(jiān)測(cè)與評(píng)估工作組(AMAP)的報(bào)告中，這一數(shù)據(jù)是3倍。
極地加速變熱影響不容小覷
同樣是極地的南極是否存在南極放大效應(yīng)？
“研究表明，南極地區(qū)也出現(xiàn)了氣溫升高的現(xiàn)象?！蓖鹾３握f，但研究認(rèn)為，南極地表在西南極呈現(xiàn)快速增暖的現(xiàn)象，而東南極在南半球夏、秋季呈現(xiàn)降溫趨勢(shì)。有學(xué)者的分析表明，1989—2018年間，南極地區(qū)的地表氣溫上升了1.8℃，是全球其他地區(qū)增溫的3倍。許多研究表明南極溫度變化與熱帶海溫有關(guān)，熱帶地區(qū)西太平洋的海洋溫度變化對(duì)南極變暖有很大影響，大氣環(huán)流變化會(huì)使更多的溫暖空氣輸送到南極大陸。從這個(gè)角度看，南極變暖也有和北極放大效應(yīng)類似的表現(xiàn)。
無論是近日研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為的北極變暖速度是其他地區(qū)4倍，還是學(xué)界公認(rèn)的2—3倍，極地變暖都無疑將給地球和人類帶來復(fù)雜、潛在的影響。
陳金雷說，對(duì)于北極本地來說，一方面在海冰消融影響下，北極航道有望開通，從而會(huì)大大縮減東北亞至歐洲和北美的距離，同時(shí)有助于北極本地資源的開發(fā)利用。但是對(duì)于當(dāng)?shù)厣锃h(huán)境，極地加速變暖會(huì)造成不利影響，如需要在海冰上繁殖、休息的北極熊將沒有立足之地。
海冰消融還會(huì)導(dǎo)致全球海平面上升，這個(gè)過程中釋放的淡水通過大洋環(huán)流匯入大西洋，會(huì)改變這些海域的鹽度，進(jìn)一步對(duì)天氣氣候、漁業(yè)等帶來影響。北極和鄰近地區(qū)因此易出現(xiàn)極端天氣氣候事件，包括高溫事件以及強(qiáng)降水、暴風(fēng)雪等其他極端低溫事件。陳金雷舉例，如去年寒流襲擊美國(guó)德克薩斯州，2008年我國(guó)南方的凍雨等都是北極變暖造成的。
王海澄強(qiáng)調(diào)，研究也表明，近年來冬季極寒天氣頻發(fā)與極地增暖作用有明顯的相關(guān)性。極地溫度的變化還改變了大氣環(huán)流，對(duì)沙塵和霧霾的輸送方向產(chǎn)生了重要影響。需要進(jìn)一步確認(rèn)的問題還包括極地變暖對(duì)海上風(fēng)暴、夏季酷熱、秋季降水等產(chǎn)生的影響等。
