从海洋学家的困惑到气候学家的尴尬：全球变暖气象奇观

                                 杨学祥，杨冬红

冰盖融化后，全球海平面都会上升——这一貌似正确的说法，海洋学家满怀困惑地坚守了许多年，但最终被证明是错误的。研究表明，冰盖融化后，其周围的海平面不是上升而是下降。

同样，全球变暖就不会发生极端冷事件了吗？气象学家开始就是这样预测的，对于近年来极端冷事件频发的事实，他们陷入自相矛盾的尴尬。

巨大的冰盖慢慢融化，冰融水涌向大海，海洋学家最初认为全球海平面将不断上升，持续讨论和寻找全球平均海平面，假定冰盖融化后引起全球海平面的统一变化。然而，世界各地百年来的潮汐监测资料表明，平均海平面缓慢上升，但地区之间的海平面差异很大。1990年，人造卫星第一次为我们提供了全球海洋的全貌，证实了海面“地形”中这些令人困惑的区域差异。

2001年，米特罗维察的研究团队宣布，综合考虑多种效应将可以解释海平面变化的地域差异。不过，直到最近几年，海平面“地形”才终于被海洋学家广泛关注。米特罗维察表示，依然有很多人对海平面“地形”变化感到惊奇，他需要耗费大量口舌来解释“融化冰盖附近海平面下降”这一观点。他所谓的“附近”其实相当远，冰盖周围大约2000千米以内的海平面都会下降。

如果格陵兰冰盖彻底消融，苏格兰北部的海平面将下降超过3米，冰岛周围海平面可能下降10米。尽管欧洲的大部分海岸都会出现海平面升高，但高度将会远低于之前人们推测的7米全球平均值。但是，距离冰盖很远的地方的海平面上升一定会高于全球的平均水平，比如南美洲部分地区的海平面将上升10米。

错误的理论将导致错误观念的形成，基础理论研究才能增强人类认识自然规律的能力。近年来，北半球频遭低温暴雪的袭击，气象学家同样遭遇困惑和尴尬。

2006-2013年北半球频遭低温暴雪袭击。从中国的情况看，最近的5个冬季更出现了3个明显的“冷冬”。我国平均气温2011年是最低值。与我国类似，欧亚大陆很多国家也正在遭遇寒冬。与近几年相比，2012年这次欧洲暴风雪和寒流造成的灾害比2007年、2008年、2009年严重得多，但还比不上2006年、2010年和2011年，其中2006年的情况基本是最严重的。

吉林省气象台发布权威数据显示，自2012年11月1日至2013年2月28日，吉林省总计出现了11次明显降雪过程，平均降雪量为78毫米，较常年同期多119%，达常年冬季降雪量2倍多，突破历史记录。其中，白城、松原、长春、四平、吉林地区均突破历史极值。即将过去的这个冬天里，不仅仅在吉林省，中国的黑龙江、辽宁、内蒙古、新疆等省区均出现过多轮大范围降雪降温天气[1]。2012年冬季，我国频繁遭遇大范围寒潮天气，先后出现7次大范围冷空气活动，全国平均气温为近28年同期最低，多地最低气温突破历史极值，部分地区遭受雪灾或冻害[2]。

2013年４月中旬，中国、朝鲜、韩国、日本等东北亚国家遭遇突如其来的春寒天气，气温骤降、雨雪交加。“春寒”并非仅发生在东亚，今年春季欧洲的气温也明显低于常年。英国３月份的平均气温仅2.5℃，比常年平均值低３℃，已接近1962年的历史最低纪录[3]。

北极海冰覆盖面积自20世纪就开始记录，上世纪60年代，北极冬季海冰覆盖面积为1400万-1600万平方公里，夏季末海冰覆盖面积为700万-900万平方公里，此后北极海冰面积持续下降。海冰最低覆盖面积出现在2005年、2007年、2008年和2010年的9月份，最低记录是2007年428万平方公里，这一最低记录于2012年再次被打破。2012年11月，世界气象组织在多哈举行的联合国气候大会上发布报告称，从2012年3月至9月间，北极海冰消失了1183万平方公里，比整个美国还要大。因此，北极周围海冰面积“创下了历史新低”[4]。

2012年秋季，北极海冰的面积与体积均降至历史最低点。但根据位于美国科罗拉多州的美国国家冰雪数据中心（NSIDC）2013年3月25日公布的卫星图像显示，最近一段时间，北极海冰的面积又逼近这一最低点，随时可能“打破纪录”。“北极海冰正在迅速融化，目前的面积甚至不足30年前的两成，导致北极变暖。”美国罗格斯大学沿海和海洋科学研究所的专家詹妮弗•弗朗西斯说，这正是全球气候变暖的“症状”，并令北极地区的冷空气南下。许多专家也同意弗朗西斯的观点。德国波茨坦研究所的弗拉基米尔•佩托科夫教授介绍说，北极地区的部分海冰逼近历史最低点，“这或许能解释反气旋的形成”。佩托科夫此前运用计算机模型进行预测，称海冰融化将导致气候变化。阿尔弗雷德•魏格纳极地与海洋研究所的科学家近日公布的研究也证实了这一点。研究显示北极海冰的减少与极地区域高压产生有关，后者影响着北半球中低纬度地区的气流模式。科学家发现，随着海冰减少，更大面积的海水暴露于大气中，大量热量从海水中释放到海面以上的冷空气中，使北极地区变暖。升温的空气使气压不稳定，并改变北极与其以南区域之间的气压差异，最终导致气流模式发生变化。气候学家们认为，这一假设足以解释极端炎热与极端寒冷天气的出现。近日，美国国家海洋与大气局发布的一份报告也指出，“由于大量海冰消失，更多日光可以直接照射在北极海面”，导致北极地区气温上升，并最终引发北半球恶劣天气[5]。

中国学者认为，秋季北极海冰面积变化对东亚冬季地表气温具有显著的影响。秋季北极海冰偏少，容易引起冬季西伯利亚高压增强和欧亚大陆北部西风减弱，利于冷空气南下。北极海冰面积越小，越有利于极地冷气团中心向南偏移。南下冷空气活动就越频繁，这样就容易导致欧亚地区及我国冬季出现低温严寒天气。北极海冰是影响东亚及中国冬季气候的主要因子之一，北极海冰缩减使得北极水域开阔，加之变暖使大气中的水汽含量增加，从而有利于更多的水汽向中高纬度地区输送，导致中国北方地区容易出现强降雪天气[1-2]。

我们的研究表明，两极冰盖的形成和消失不仅与气候变化有关，而且对局部气候产生重大影响。北极冰盖大规模融化后，在融化的北极冰盖周围海平面下降的同时，北极地区大气等位面也同时下降，迫使北极冷空气向北半球中低纬度流动，这是北极冰盖大面积融化后，北半球中低纬度地区遭遇大规模冰雪严寒袭击的原因[6]。

北极冰盖融化与北半球夏季酷热和冬季严寒密切相关，地球等位面的南北震荡是主要原因。英国2013年7月遭受了自2006年以来持续时间最长的热浪袭击，白天温度动辄超过30℃，而这波热浪将至少持续到下周。英国气象部门17日在伦敦西南部测得最高气温32.2℃，创下该国全年最高气温纪录。目前高温已造成760人死亡。美国东北及中西部本周同时受到热浪侵袭，部分地区温度达37.8℃，加上天气潮湿，实感温度达到40℃。在没有冷气的纽约地铁站，室温更达50℃。目前有19个州部分地区发布了高温警报。卫生部门说，受此次热浪席卷，至少有6人因热致死。日本消防厅日前发布的最新统计报告显示，过去一周，由于日本全国普遍高温，有超过1万人因中暑被送往医院救治。自今年梅雨季节结束至今，东京都内死于中暑的人至少已达59人。过去一周，日本一些城市出现了39℃的高温，东京市中心的气温也达到35℃。

中国气象局专家指出，近期南方高温天气有以下特点：一是高温日数多，持续时间长。江南、江淮、江汉及重庆10省(市)平均高温日数达20.3天，为1961年以来最多；50个观测站连续高温日数达到或超过历史极值；二是高温影响范围广。高温天气覆盖了江南、江淮、江汉及重庆等地的19个省(区、市)，其中8月6日影响面积最大，达130万平方公里，7亿人受到高温天气影响；三是高温强度大，极端性突出。197个观测站日最高气温突破40℃，98个站最高气温突破历史极值；四是温高雨少叠加，部分地区旱情发展迅速。贵州大部、湖南大部、浙江大部、湖北东南部、江西的西部和东部、安徽东南部等地出现中度到重度气象干旱。

本文的研究结果对全球变暖的形势发出特殊的警告：在预防夏季高温的同时，必须更多关注冬季的特殊变冷。因为高温导致的格陵兰冰盖融化能改变全球的等位面，形成北极向南极的大气和海洋等位面均衡流动，导致北半球极地冷空气和冷水向中低纬度地区运动，使其周围地区在冬季急剧变冷，这是对北半球低温暴雪频发最有说服力的解释。

参考文献

1.    李彦国。吉林去冬今春降雪破纪录北极海冰融化成主因。发布时间：2013年03月22日 15:29 来源：中国新闻网。http://www.chinanews.com/shipin/cnstv/2013/03-22/news189316.shtml

2.    潘希。专家称北极海冰融化加剧是今年寒冬主因。2013年01月07日08:18 《中国科学报》 (20130107 第1版要闻) http://scitech.people.com.cn/n/2013/0107/c1007-20113710.html

3.    陈勇。科普：北极融冰东亚春寒。2013年04月20日 11:18:05 来源：新华网。http://news.xinhuanet.com/world/2013-04/20/c_115464359.htm

4.    综合。世界气象组织：21世纪前10年系有记录以来最热十年。2013-07-10 15:44:41 来源：infzm.com http://www.infzm.com/content/92271

5.    齐旭。北极海冰融化导致欧洲“倒春寒”。2013年03月27日15:13 来源：新民晚报。http://world.people.com.cn/n/2013/0327/c157278-20937944.html

6.    杨冬红，杨学祥。全球气候变化的成因初探。地球物理学进展。2013,28（4）：1666-1677.