北极海冰减少与东亚极冷事件的幕后“黑手”丨大气悟理
北极海冰持续减少，背后“黑手”究竟是谁？
北极作为地球的顶点之一，人类为探知这个地区的真相付出了极大的代价，探测手段也从原始的雪橇探险，发展为飞机测绘、潜艇、破冰船、无人设备的使用等等。自1979年以来，卫星成为持续监测北极冰变化的可靠工具。不断进步的观测技术带来了更加丰富的数据，也让全球变暖背景下北极海冰减少的事实清晰无比地呈现在世人面前：在过去的半个世纪中，北极的变暖速度约为全球变暖速度的两倍。北极海冰急剧下降，成为了气候变化的关键指标和“放大器”，气候变暖加速了海冰融化，同时总体冰减少造成反射的太阳光减少，进一步导致气候变暖。
北极地区长期极为寒冷的气候特点使该地区存在着终年不化的厚厚冰层，称为多年期海冰，它们用多变的形状和低调的色彩展示着自己独特的美。还有一些北极海冰则具有明显的季节和年际变化：每年8-9月，北极冰盖就会融化到科学家所说的“最小值”，随着冬季来临海温降低，北冰洋及其周围海域覆盖的海冰覆盖范围就会扩大，到次年3～4月海冰范围达到最大。这些海冰会随着海温高低出现年循环过程，影响着北极周围的生态系统以及北极航线的安全。
（图片来自网络）
近几十年来，北极地区海冰覆盖面积大幅下降，对依赖于冰川生活的动植物和土著人群产生了极大的影响。同时，冰川的消逝还可以通过改变中纬度地区气候和天气模式，海洋环流进而影响到更加遥远的地区。导致北极变暖和海冰融化的各种潜在物理机制以及相对重要性仍然存在很多争议，这是因为我们的地球系统是一个复杂的非线性相互作用的整体，各个圈层之间可以相互影响，比如时时刻刻在海洋上空奔腾不息但又“隐身”的大气环流，就是造成冬季北极海冰面积减少幕后“黑手”其中之一。
“牵一发动全身”的天气系统
冬季北极地区海冰减少主要有两个关键区域：一个是北美高纬度地区（巴芬湾、哈德逊海峡及拉布拉多海）；一个是巴伦支海-喀拉海附近。其中巴伦支海-喀拉海是欧亚大陆寒潮发源地之一，是影响欧亚大陆冬季冷空气活动的关键海区。近年来，北半球中纬地区极端强寒潮事件频发，不少学者认为是巴伦支海-喀拉海的海冰迅速减少引发大气环流的调整影响到中纬度地区。
北半球的西风带里，大气运动并不是直直的一条线，而是呈波浪起伏式。向北凸起的波峰称为高压脊，向南凹陷的波谷区就是低压槽，脊的西面（术语“槽前脊后”）一般吹西南风输送暖湿气流，脊的东面（术语“槽后脊前”）一般吹东北风带来干冷空气。
阻塞高压是北半球中高纬重要的天气系统之一，它的建立和崩溃常常伴随着一次大范围甚至半球范围的环流形式的剧烈转变。大气物理研究所罗德海团队从事了一系列针对冬季乌拉尔阻塞高压与北极海冰相互关系的研究，他们的结果表明，在北极增温的背景下，欧亚中高纬度地区的经向温度梯度和西风减小，从而导致经向位涡(PV)梯度减少，在这种环流背景下，乌拉尔阻塞会表现出准定常（不移动）的特征，同时其持续性也会变长。盘踞在乌拉尔山和新地岛上空移动缓慢的阻塞高压通过向下的长波辐射造成持久的海冰减少，最近二十年巴伦支-喀拉海海冰剧烈减少可能与准定常型乌拉尔阻塞的维持有关。同时，乌拉尔阻塞环流西侧与上游北大西洋海平面气压场配合，有利于将低纬度地区暖湿水汽输送到北极，造成巴伦支海-喀拉海地区的海冰持续减少；乌拉尔阻塞环流东侧则将高纬度地区的冷空气持续向欧亚中纬度地区输送，使得该地区极端冷事件的发生频率显著增加。
准定常乌拉尔阻塞对北极增温\欧亚变冷的物理过程示意图
一个尚未解开的谜团
三极地区（北极、南极、青藏高原）受气候变化的影响要高于全球平均水平，北极冰层变得越来越薄，越来越多古老而厚的冰层在消失，即使在某些短暂的冷空气作用下水域重新结冰，但是新的冰层更薄、更脆弱，当温度稍微回升便会导致新的“大开口”。变薄的海冰降低了海冰系统的稳定性，更具有流动性，随着移动速度加快，冰层更容易进入更加温暖的海洋，然后融化。而这发生在千万里之外的事情并非与我们毫无关系，海冰范围快速消退与亚洲极端寒潮事件如何关联？是否会造成其他极端天气出现？这一切都还属于未知。
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