寒冷北极 缘何频频“高烧”

付丽丽

2017年02月24日07:43  来源:科技日报
 
原标题:寒冷北极 缘何频频“高烧”

  美国国家海洋和大气管理局发布的分析数据显示,2月10日北极附近急剧升温,气温比正常水平高出大约27℃。除10日的异常升温外,格陵兰岛最北端的地面监测站2月8日也曾在短短12小时内,气温从-22℃骤升至2℃,暖如夏季,温差达到24℃。

  2月21日,突如其来的大雪着实让北京市民兴奋了一把,朋友圈纷纷开启“晒雪”模式。有人甚至赋诗戏谑:“到底是冬负了雪,还是雪背叛了冬。”调侃的同时,有人注意到,前不久,北极附近气温骤然上升了27℃。“这场雪不会是北极‘发烧’引起的吧?”有网友惊呼。人们会有此质疑不难理解,因为此前,在2015年底的一天夜里,北极突然升温36℃。那次升温,让全球很多国家开启了“速冻”模式。在人们的印象中,北极是苦寒之地。为何如此寒冷的北极,会频频“高烧”呢?

  北极为啥骤然升温几十摄氏度? 都是北大西洋气旋惹的祸

  美国国家海洋和大气管理局发布的分析数据显示,2月10日北极附近急剧升温,气温比正常水平高出大约27℃。除10日的异常升温外,格陵兰岛最北端的地面监测站2月8日也曾在短短12小时内,气温从-22℃骤升至2℃,暖如夏季,温差达到24℃。

  国内首家专注于商业气象服务的象辑科技气象技术总监班浩然表示,此次升温原因与2015年底的那一次升温很类似,都是由于一串猛烈的风暴在大西洋上形成,气旋前部所裹挟的温暖气流来势汹汹,吹过英国伦敦、掠过挪威海的岛屿,直捣北极点。暖空气源源不断地泵入北极,极地的寒冷气团被迫退避三舍。“只是这次北大西洋气旋没有那么强,所以向北极传输的暖气流没有上次强,升温幅度也就没有那么大。”

  在突破冰点不久后,北极点气温便回落到正常水平。对此,班浩然解释说,地球两极,亘古便是苦寒之地。由于极地附近太阳辐射角度小,受热少,属于大气的冷源,极地上空的空气得不到热量补充,形成低空的冷高压,高空的冷低压,高低空配合看就是较强的冷性下沉气流,加上地球自转的作用,这样就形成了长年盘踞在北极上空的北极涡旋。其能量结构深厚且通常较为稳定,虽然在某些十分罕见的条件配合下有暖空气入侵造成局地的迅速升温,但由于这种暖空气的入侵并不持续,没有足够强的后续能量作为补充。因此,会很快被原有的冷空气系统回填,从而恢复常态。

  2015年北极骤然升温发生在12月,此次北极升温发生在2月,为什么北极每次升温都集中在这个时间段呢?班浩然解释说,因为这段时间属于北半球冬季,北半球整体较冷,北极涡旋势力范围扩大,外围波动加剧,相对容易受到暖气流的干扰,而其他季节北极涡旋范围收缩,波动较小,整体就稳定,暖气流没有可乘之机。“这就好像打仗,兵力多占的地盘大,就容易给敌人见缝插针的机会,而集中优势兵力收缩防守,敌人就不容易打进来。”班浩然说。

  北极频频“高烧”至0℃正常吗? 或与海冰融化加速变暖有关

  虽然北极突然升温的原因找到了,但是温度上升如此之多,甚至达到0℃以上是否正常呢?

  对此,国家海洋环境预报中心海洋气候预测室副研究员隋翠娟表示,北极地区发生气温一天之内骤升十几摄氏度的情况并不少见。比如,监测数据显示,2016年1月28日,格陵兰岛附近的一个观测站气温从-20.1℃上升至-6.4℃;2015年12月21日,格陵兰岛另一个观测站气温从-37℃骤升至-22℃。但是此时升至0℃以上就很罕见了。

  近两年来,北极出现0℃以上的频率增加。“由于定量观测北极的时间还不长,样本量太小,还无法判断这两年的大幅升温是一种巧合,还是一种趋势的开始。”班浩然说。而隋翠娟则认为,这与冬季气温整体偏高、北极加速变暖有关。

  据美国国家环境预报中心(NCEP)监测显示,2016年12月和2017年1月北极中心区域气温较常年同期偏高10℃左右;巴伦支海北部尤其暖,偏高15℃左右,只有俄罗斯西北部及格陵兰的东北部地区偏冷。有专家指出,北极地区不仅在变暖,而且加速变暖,变暖速度是全球平均速度的2倍。

  北极加速升温被称为“北极放大效应”,这是由多种因素造成的。“其中最主要的原因是海冰融化。近些年来,北极海冰面积呈逐年减少的趋势。”隋翠娟说,刚刚过去的1月份,北极海冰的覆盖面积为1338万平方公里,为1979年有卫星记录以来1月同期最低值。对阳光反射性强的海冰融化成了颜色深的海水,海水又造成北极对太阳辐射的吸收率上升,吸收了大量热量。海冰融化和北极气温上升二者相互影响,这就加速了北极升温。

  南极也像北极一样“发烧”吗? 热容属性不同“高烧”少见“低烧”不断

  总是听说北极“发烧”,为啥很少听说南极“发烧”,南极也会像北极这样突发“高烧”吗?

  对此,班浩然表示,相比于北极,南极更远离人类聚居地,观测站不如北极地区多,整体观测时间也不如北极地区长,从观测样本量上就远少于北极;同时,北极地区陆地较少,南极冰盖下有大陆,热容属性不一样,所以南极要相对稳定一些。“目前,南极洲气温还是很低,南极冰川短时间内不太可能融化,因此它不会像格陵兰岛升温那么快。” 南极洲气候研究中心博士托尼·普雷斯说。

  虽然南极不容易像北极那样突发“高烧”,但是它也并不正常,一直在发“低烧”。

  美国研究结果显示,自1958年至2010年,南极西部冰原中心区域的平均温度上升了2.4℃,升温速度几乎是先前科学家预测的2倍,是全球整体变暖速度的3倍。美国国家大气研究中心科学家安德鲁·莫纳亨说:“分析结果表明南极西部冰原已成为地球上融化速度最快的冰原之一,这让人震惊。”

  根据英国《科学》杂志报道,除了气温升高,南极周围海洋温度的升高,也在不断侵蚀南极冰川的“肌体”。南极冰川是地球上最大的淡水储存区。这些厚达数公里、绵延上千公里的庞然大物,看上去相当强壮,实则脆弱不堪。位于南极半岛北部的拉森B冰架曾在短短一个月内崩塌瓦解。它厚220米,面积相当于整个杭州市区。在洋流和海风的影响下,这个重达50万万亿吨的冰块向北部漂流,并且迅速融化。科学家指出,如果南极西部冰原中心区域220多万立方公里的冰川融化,可能导致全球海平面上升3.3米。不过,这一过程可能相当漫长,需要持续几百年的时间。

  相关链接

  南极为啥比北极冷?

  南极冷还是北极冷?先让我们来看看中国的两极考察站。北极的黄河站位于北纬79°,夏天拜访那里的人可以发现,考察站周围的海湾积雪全融化了,大量苔原植物生长繁茂,甚至出现很多开花植物,北极绒鸭、北极燕鸥等海鸟活跃起来,呈现出一片鸟语花香的景象,让人怀疑是否真的到了北极。相比之下,南极的长城站和中山站却是另一番景象,考察站区常年积雪不融化,温度也低,动植物种类稀少。数据显示:北极的年平均气温为-10℃左右,最低纪录为-70℃;而南极的年平均气温为-25℃至-30℃,最低纪录是-90℃。显然,南极要比北极冷。

  那么,是什么原因导致南极比北极更冷呢?

  首先是南极与北极的地形差异。南极为大海包围的陆地,面积约1400万平方千米,其中约98%的大陆被冰盖覆盖,而且这些冰盖的平均厚度可达近2000米,终年不化。北极地区则是陆地包围海洋,北冰洋主要被欧亚、北美大陆所包围,面积约1310万平方千米,其中冰面积约为850万平方千米,仅为南极冰面积的60%左右。而且,北极地区的冰雪在夏季会大量融化,导致夏季冰面积更小。此外,北冰洋海水的热容量大,吸热本领强,吸收的热量就更多,导致北极比南极要暖和得多。

  其次,南极海拔比北极高。南极平均海拔高度为2350米,其中超过3000米的地方约占南极大陆面积的25%,最高约5140米,是世界上平均海拔最高的大洲。而北极近2/3的面积都是海洋,平均海拔仅与海平面相当。海拔越高温度就会越低,正所谓“高处不胜寒”,因此南极就会比北极气温更低。

  最后,南极热量交换比北极少。由于南大洋有绕南极的西风环流和南大洋环流,南极无论是大气环流还是大洋环流均比较封闭,与中低纬度的热量交换较少,得不到热量的有效补充。相比较而言,北极地区与中低纬度的大气环流和大洋环流的交换则比较频繁,来自于中低纬度的热量可以通过环流向北极地区进行有效输送,这样就导致北极比南极温暖。

(责编:熊旭、林露)

推荐阅读

“天神任务”等同时入选全球和中国十大航天新闻2016年全球十大航天新闻和中国十大航天新闻评选结果揭晓。“墨子号”、“天宫二号和神舟十一号任务”以及“长征五号”成为2016年度热点,同时入选全球十大航天新闻和中国十大航天新闻。【详细】

中国民营商业航天大热 “首单”花落谁家?在“国家队”为主的商业航天市场中,民营组织正在快速进场,包括运载火箭、卫星研制等领域的一大批民营企业,期望尽快占领“国家队”以外仍旧广阔的市场份额。……【详细】