南极海冰增多：阻碍2014年厄尔尼诺发展的主要因素

                                    杨学祥

在国家卫星气象中心利用近30年卫星微波遥感数据制作的历年1月4日南极海冰分布图上，从1978年至2011年间的1月4日，“雪龙号”所在海域海冰均基本消融。而今年同日该海域海冰面积相比历史同期明显增加，人们不禁疑惑：南极海冰在不断增多吗？

　　判断海冰是否增加，不能单看一年的结果，还要看一个长期的变化过程。从目前来看，只有2012年和2013年两年的海冰面积数值在多年平均值之上，尚不具备科学客观的论据条件。

中国气象科学研究院研究员卞林根指出：“南极海冰和北极海冰不同，它具有强烈的季节性变化。”也就是说，南极多是一年内形成的海冰。每年2月开始，95%以上的海冰开始逐步融化；在9月——南极一年最冷的月份，海冰面积将达到一年中的最大值，甚至总面积远超南极大陆面积。“这与南北两极的地理地形特点相关。南极是大洋包围大陆，而北极则是大陆包围大洋，所以，南极海冰每年消融再重生，而北极海冰则是经历漫长时间的累积沉淀形成。”

http://wwwNaNa.gov.cn/kppd/kppdrt/201401/t20140116_236390.html

2012年和2013年两年的海冰面积数值在多年平均值之上，从1978年至2011年间的1月4日，“雪龙号”所在海域海冰均基本消融。而今年同日该海域海冰面积相比历史同期明显增加，这是2014年多国气象机构预测的最强厄尔尼诺没有发生的原因。

南极半岛在3月达到平均最小海冰覆盖面积，在9月达到最大的海冰覆盖面积。南半球和北半球的季节是相反的。南半球在2月达到它夏天的最低点，而北半球则在9月。

南极半岛海冰增多使西风漂流在德雷克海峡受阻，导致环南极大陆水流速度变慢和南太平洋环流速度变快，部分受阻水流北上，加强秘鲁寒流，使东太平洋表面海水变冷，有利于拉尼娜的形成，加强沃克环流及增强赤道太平洋热流与南极环流的热交换，增温的南极环流使南极半岛的海冰减少；南极半岛的海冰减少使德雷克海峡水流通量增加，导致环南极大陆水流速度变快和南太平洋环流速度变慢，使部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡，造成秘鲁海流变弱和东太平洋表面海水变暖，有利于厄尔尼诺的形成，减弱沃克环流；结果使堆积在太平洋西部的暖水东流，减弱赤道太平洋热流与南极环流的热交换，降温的南极环流使南极半岛海冰增加。这是南极海冰两年周期变化的原因。

  图 1 2014年厄尔尼诺发展

 2014年3月南极半岛在3月达到平均最小海冰覆盖面积，导致厄尔尼诺现象在3月增强，而在9月达到最大的海冰覆盖面积将导致厄尔尼诺现象减弱，除非9月南极半岛海冰增多受到抑制。

图2.全球气候的三个海冰启动开关示意图

   在短周期的气候变化中，德雷克海峡中的海冰进退控制气候变化的一个可能模式是：南极半岛海冰增多使西风漂流在德雷克海峡受阻，导致环南极大陆水流速度变慢和南太平洋环流速度变快，部分受阻水流北上，加强秘鲁寒流，使东太平洋表面海水变冷，加强沃克环流及增强赤道太平洋热流与南极环流的热交换，增温的南极环流使南极半岛的海冰减少；南极半岛的海冰减少使德雷克海峡水流通量增加，导致环南极大陆水流速度变快和南太平洋环流速度变慢，使部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡，造成秘鲁海流变弱和东太平洋表面海水变暖，减弱沃克环流；结果使堆积在太平洋西部的暖水东流，减弱赤道太平洋热流与南极环流的热交换，降温的南极环流使南极半岛海冰增加。这就是德雷克海峡的海冰变化调控全球气候变化的机制，称之为南极环大陆海冰的气候开关效应（图1）。

   当南极洲的温度变冷时，存在很多海冰的德雷克通道处于封闭状态，阻塞环南极大陆的海流，加快南太平洋环流，并从向极方向连接南极洲热输送，从而使南极洲变暖；当南极洲的温度变暖时，存很少海冰的德雷克通道处于开放状态，打通环南极大陆海流，减慢南太平洋环流，并从向极方向隔离南极洲热输送，因而使南极洲变冷。如图1所示，非洲海冰开关I，澳大利亚海冰开关II和德雷克海峡开关III控制了环南极大陆海流，并从向极方向隔离或连接向南极洲的热输送，因而增加或减少在非洲、澳大利亚和南美洲西部的海洋寒流流量。因此，南太平洋海温的增加和减少在环南极三个“海冰开关”的控制下不断交替发生，与南太平洋环流速度减慢与增加相对应[3-5,7]。

图3 2014年8月25日海温矩平和南极海冰

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为什么南极海冰总量一直在逆势增长

2014-6-1 15:44:40来源：中国数字科技馆作者：LizO'Connell责任编辑：弥尘人气

IT之家（www.ithome.com）：为什么南极海冰总量一直在逆势增长

全球变暖导致海冰融化、海平面上升是家喻户晓的事实。然而，科学家们惊异地发现，南极的海冰不减反增！

自1979年起，9月的北极海冰面积每十年就下降13.7%，而南极海冰的面积正以每十年1.1%的速度增长。这似乎有些说不通。即便是寒冷的南极也受全球大气及海洋温度上升的影响。事实上，环绕南极洲的南大洋的变暖速度要比任何其他海洋都快。

这些图像是由卫星采集的海冰浓度数据制作而成的。它们显示了从1979年到2000年期间,北极和南极的3月到9月中平均最小和最大的海冰覆盖面积。南半球和北半球的季节是相反的。南半球在2月达到它夏天的最低点，而北半球则在9月。

在我们的卫星技术刚开始可以对冰盖体积进行可靠测量的20世纪90年代，全球的冰盖还处于一个平衡状态——既没减少也没增加。从那之后，全球变暖，冰盖的质量开始减损。南极和格陵兰岛的冰盖都开始加速融化。

下文中，我们将关注生长在南极洲海域的海冰，而非冰盖。有一系列复杂的原因主导着南极海冰的增长。

卫星记录始于1979年，我们发现尽管空气和海洋温度都在上升，南极海冰仍以每十年1.1%的速度增长。这很好地说明了地球的气候是复杂多变的，并且我们仍在探究如何以最佳的方式解读并模拟这种差异性。

南极海冰的适应力很有可能减弱某些人为因素造成的天气变化。首先，覆盖的海冰是很好的反射材料，可以将太阳光反射回宇宙中。相反地，北极较少海冰覆盖的深色海水会暴露在太阳光照下，反射率低且从太阳吸收热能。其次，围绕在南极冰架周围的海冰给冰川安上了“刹车”，否则冰架的冰会融化，提升海平面。

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为何北极海冰融化南极海冰增多？

来源：中国气象报　　　发布时间：2014-01-16

中国气象报记者吴越

   1月4日，白茫茫的南极大陆上冰天雪地。南大洋厚厚的海冰围困住中国“雪龙号”前行的脚步；而去年8月，一只年满16岁的北极熊因海冰骤减、觅食无处，饿死在北冰洋斯瓦尔巴特群岛上……

　　面对此情此景，人们不禁要问：在全球气候变暖的大背景下，同是地球的极点地区，为何海冰会呈现出两张风格迥异的面孔呢？作为几十年来一直从事极地气候研究，并多次踏足两极冰地的资深科学家，中国气象科学研究院研究员卞林根为读者一一解开谜团。

　　南极海冰：断言增多证据不足

　　海冰是指直接由海水冻结而成的冰，在南大洋海冰区有大小不等的冰山和冰间湖，巨大的冰山对考察船的航行影响很大。海冰与大气的相互作用，对大气环流和气候变化都有显著影响。因此，一直以来，海冰的变化都颇受科学界的关注和重视。

　　在国家卫星气象中心利用近30年卫星微波遥感数据制作的历年1月4日南极海冰分布图上，记者可以清晰地看到，从1978年至2011年间的1月4日，“雪龙号”所在海域海冰均基本消融，是进行科考、登陆比较好的备选区域。而今年同日该海域海冰面积相比历史同期明显增加，人们不禁疑惑：南极海冰在不断增多吗？

　　“‘雪龙号’受困主要是受到今年恶劣天气影响，尤其是持续的东北风使得海冰不断堆积，难以突破。”卞林根直言，“但是这并不能作为南极海冰增多的重要依据。”判断海冰是否增加，不能单看一年的结果，还要看一个长期的变化过程。从目前来看，只有2012年和2013年两年的海冰面积数值在多年平均值之上，尚不具备科学客观的论据条件。

　　卞林根指出：“南极海冰和北极海冰不同，它具有强烈的季节性变化。”也就是说，南极多是一年内形成的海冰。每年2月开始，95%以上的海冰开始逐步融化；在9月——南极一年最冷的月份，海冰面积将达到一年中的最大值，甚至总面积远超南极大陆面积。“这与南北两极的地理地形特点相关。南极是大洋包围大陆，而北极则是大陆包围大洋，所以，南极海冰每年消融再重生，而北极海冰则是经历漫长时间的累积沉淀形成。”这也能够解释，为什么很多科学家都认为“南极海冰飘忽不定，很难找到规律”。

　　北极海冰：2030年会完全消失吗？

　　虽然南极海冰增多与否尚不明朗，但是北极海冰消融确是不争的事实。根据1979年至2013年针对北极海冰的监测资料，从上世纪90年代开始，海冰出现了明显的快速减少现象，尤其是在2007年和2012年，分别出现了最低和次低值。根据目前气候模式预测，北极海冰可能在2030年后的某个时候完全消失，甚至有些科学家认为消失速度可能会更快。

　　一旦海冰消失，将引起一系列的气候反应：可反射太阳光的冰被替换为可吸收更多太阳能的深色海水，导致气候变暖进一步加剧；北极地区的变暖可能导致目前冰封在海床里和永久冻土里的温室气体的大量排放（特别是甲烷），又将会带给整个地球包括人类生活巨大的影响。那么，如此恐怖的事情真的会发生吗？

　　卞林根表示，上述现象是气候模式根据现有的海冰变化速率得出的结果，并不能完全真实地代表20年后的现实。这是因为，气候模式内并不能完全真实再现大气、海洋、人类生活中所有的影响因素，“这只是一种模拟”。其次，根据美国国家冰雪数据中心的统计，2013年9月8日发布的图表显示，北极海冰覆盖面积在这一年急剧上升，多出大约100多万平方英里的海水被冰覆盖，增长率高达60%，上演了戏剧化的“反转”。这就说明，之前科学家模拟时依据的变化速率，其实已经出现了变化。

　　和南极相比，北极的自然环境由大气圈、岩石圈、生物圈、水圈和冰雪圈共同组成，气候系统更为复杂，对于全球变化的响应也更为直接，而海冰对气候变化的异常敏感使它成为科学家们研究气候变化的重要指示器。卞林根表示，影响海冰的气象条件十分复杂，比如气旋性洋流、气温变化或风的作用等。“海冰是大气和海洋综合作用的结果，因此我们很难简单地直接下结论，应该本着科学严谨的态度进行变化机理机制的钻研与分析。”

（来源：中国气象报责任编辑：叶海英）

http://wwwNaNa.gov.cn/kppd/kppdrt/201401/t20140116_236390.html