北极海冰消退及其主要驱动机制

极地海冰在全球气候变化中扮演着重要角色。在全球变暖背景下,北极海冰正在以过去千年来所未有的速率消退,预计到21世纪中叶或更早,北极海域将面临夏季无冰的状况。北极海冰减少不仅改变北极地区的生态和环境,还通过大尺度的海气环流影响中纬度地区,甚至是全球的天气和气候。文章简要介绍了北极海冰消退的特征和主要驱动机制,并对未来北 极海冰消退机理研究进行了展望。     

北极海冰消退及其主要驱动机制

极地海冰在全球气候变化中扮演着重要角色。在全球变暖背景下,北极海冰正在以过去千年来所未有的速率消退,预计到21世纪中叶或更早,北极海域将面临夏季无冰的状况。北极海冰减少不仅改变北极地区的生态和环境,还通过大尺度的海气环流影响中纬度地区,甚至是全球的天气和气候。文章简要介绍了北极海冰消退的特征和主要驱动机制,并对未来北 极海冰消退机理研究进行了展望。     

北极冰融或致物种入侵

正科学家最近表示,约200万年以来,北极海冰消融首次让北太平洋和北大西洋连通。多条新的船运路线已在北极开启,这或许为开采北极天然资源和促进跨海贸易带来了新的机遇。但是,商船经常会在不经意间携带入侵物种——来自之前港口的生物可能附着在船底,或者被压进船体内的巨大压舱水箱里——而气候变化则赋予了船只新的和更短的跨洋贸易路径。因此,外来物种大规模入侵北极的风险飙升。过去     

夏季中太平洋厄尔尼诺现象抑制北极增暖和海冰融化

正国家"千人计划"特聘专家中山大学杨崧教授领导的全球变化研究团队联合南京大学吴其冈教授领衔的冰雪圈-大气相互作用研究组在厄尔尼诺现象(El Ni?o)变异-北极气候变化机制方面取得新的重大突破,在国际上创新性地证明了中部型El Ni?o在年际变率尺度上可以抑制北极夏季的增暖和北极海冰的融化(图1),这为国际海洋与气候学界研究关于El Ni?o模态变异与北极夏季气候的联系打开了一扇新     

北极海冰 正在变薄

正北极的海冰一年四季正在悄然变化着,海冰覆盖的总面积呈逐年减少之势。这有可能是数百万年来我们星球发生的最为深刻的改变。在我们地球的顶点——北极,改变正在悄然地发生:春季快速跳过,这成为北极年度循环的一个关键时刻。北极的海冰覆盖面积每一年都在3月达到它的最大值,然后随着温度的升高而逐渐融化缩小。     

北极冰融致北半球寒冷

从2007到2012年,包括美国的大部分、西北欧和中国部分地区在内的北半球冬季提前且异常寒冷。科学家最近推测,如此严冬可能与北极海冰日渐消失有关——因全球变暖,北极海冰面积在2007年降到有记录以来的最低点。科学家把有关北极海冰和海面温度的数据输入气候模型,结果发现了海冰减少可能导致更多降雪的两种机制。     

南北两极海冰的相互关系

南北两极海冰是全球大气-海洋热机的巨大冷源,对全球大气环流和气候有极大的影响.到目前为止,关于两极海冰的研究以及海冰与大气环流和气候变化关系的研究工作,大部分是分别研究南极、北极海冰的变化及各自与气候的关系.本文则主要立足于全球范围进行综合研究.两极海冰作为冷源,除分别各自对全球气候产生影响外,两极海冰之间也应有内在的联系.因此,本文试图研究两极海冰之间的涛动关系,以及把两极冷源对全球气候的作用统一起来.     

冰上的北极熊

2063年8月的一天,北极熊保护部队的一名飞行员正在进行飞行准备.一架载有12吨北极熊口粮的直升机将从加拿大高北极省份努纳武特地区的伊魁特市出发,飞往荒芜的巴芬岛东海岸,然后在那里将这些粮食卸下来,用以饲喂饥饿的北极熊——那里大约有100头正忍饥挨饿的北极熊.根据海冰融化记录,应该是从2月份开始,它们就已被困在浮冰上了.海冰是海水变冷时结成的冰.由于海水不是纯净的水,海水结冰的温度是-1.8℃,海冰对高纬度地区以至极地地区的水文、热力循环、洋流和生态系统都有着重大的影响.     

《科学》:2015年研究热点展望

<正>科学是一个移动的标靶,科学研究热点会随着时间发生变化。除了回顾过去一年的重大进展,《科学》杂志"年度重大科学突破"栏目的工作人员也对可能在未来几个月成为新闻的科学进展进行了预测。北极海冰随着世界气候变暖,对北极海冰减少的长远后果的研究也在升温。科学家已经知道,随着开放的海洋从太阳吸收更多的能量,海冰减少会加剧北极地区的气候变暖。但是变暖的北极对较低纬度地区的影响是什么,以及它是否该为过去十年从亚洲季候     

温室气体浓度增加情景下全球海洋变化主要特征分析

在最新的温室气体排放情景下, 利用基于德国Max-Planck气象研究所为政府间气候变化委员会(The Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)第四次评估报告而最新发展的气候模式(ECHAM5/MPI-OM1), 对三种不同的温室气体排放假设(B1, A1B, A2)进行了数值模拟. 在此基础上, 着重就全球海洋表层温盐结构、温盐环流和北极海冰的变化对模拟结果进行了深入分析. 研究揭示, 到21世纪末, 在三种CO2排放情景下全球平均海表温度分别上升2.5℃, 3.5℃, 4.0℃, 尤以北极地区升温最为显著, 达10.0℃以上; 全球海洋表面淡水通量变化的最大负值区位于副热带地区, 热带东太平洋降雨显著增加. 温盐环流(THC)在所研究的三种排放情景下均减弱, 减弱量值分别达20%, 25%和25.1%, 北半球海冰覆盖面积在A1B情况下减少达50%左右.     

全球变暖 幼海豹被淹死

最新研究发现,由于全球变暖导致海水升温、海冰爆裂,鞍纹海豹幼崽在其脆弱生命的最初几周里所需的柄息地——亚北极地带的海冰面积剧减．不少幼海豹因此溺毙于海水中,或者被爆裂的冰块压死。从20世纪70年代以来,亚北极和北大两洋的覆冰减少了大约6％。科学家预计,随着气候改变,     

气候变化的不确定性

对于北极地区的气候变化研究,打乱了科学家预报气候的计划——科学家了解到的北极气候变化要比预想的快——因此不能期望计算机程序根据今天的气候条件来预报明天的气候变化.4月中旬,<自然>杂志刊登了有关这一挑战的评论,而在这一评论中的样本就是格陵兰岛.     

北极海冰加速消融

受全球气候变暖的影响,北极海冰的面积年年编小,海冰的厚度也趣来越薄——这是美国宇航局（NASA）喷气推进实验室新近发表的观测结果。     

北极熊的明天

正气候变暖已是不争的事实。北极地区的气候变暖将怎样影响生活在那里的动物呢?科学家将目光对准了生活在北极的典型动物——北极熊。那么,北极熊的未来会怎样呢?①冰上的北极熊它们注定灭绝还是存续下去?少有动物能够像北极熊那样引起如此广泛的关注和意见分歧。②努力求生的北极熊气候变暖,海冰融化,海豹减少,北极熊将何去何从?     

夏季外来气旋对北极太平洋扇区海冰的影响

近40年来,北极太平洋扇区8～10月海冰面积显著减少,其减少速率几乎是大西洋扇区的3倍,且该扇区海冰面积年际变率显著,标准差达6×105km2.基于ECMWF提供的再分析气象数据和NSIDC提供的海冰密集度、海冰运动及气旋资料,分析了外来气旋活动对北极太平洋扇区海冰面积年际变化的影响.研究表明:每年7～9月的外来气旋异常偏多(偏少)时,北极太平洋扇区海冰面积明显减少(增多),二者负相关最显著的区域位于楚科奇海、波弗特海、东西伯利亚海及中央海区.深入分析其作用机制发现:外来气旋活动加强时,受其对地表能量平衡和温度平流等综合影响,北极扇区大部分地区气温都明显上升,从而促进了该扇区海冰消融.同时气旋活动带来的大风会驱动海冰运动,使得边缘海区易形成更多开阔水域,海水显著增暖,加剧边缘海海冰融化.除此之外,气旋大风还会造成东西伯利亚海海冰向东和向南更暖的区域输送,也利于海冰的消融.总体来看,北极太平洋扇区海冰消融主要与气旋的热力作用有关,其动力作用主要影响边缘海域.     

北极地区快速升温的驱动机制研究进展

受全球持续暖化影响,北极地区近地表气温正在以超过全球平均两倍以上的速度急剧升高,称为"北极放大"效应.北极的快速升温与地气系统的能量收支异常直接相关,学术界基于模式模拟、卫星观测等多种手段开展了大量研究工作,并提出了一系列的理论和证据,尝试从能量收支的角度对"北极放大"效应的驱动机制进行解释.对驱动"北极放大"的各种潜在机制的理论基础进行了阐释,并回顾了各种驱动机制的研究进展.综合现有研究表明,北极的快速升温既与受北极独特的地理、大气环境影响形成的多种辐射反馈机制(如海冰反照率辐射反馈机制、边界层大气逆温引起的温度梯度正反馈机制、普朗克反馈机制等)有关,也可能是由地球大气、海洋环流异常引起的极向物质与能量传输增强所致.通过对现有研究进行综合分析指出,受研究方法存在一定缺陷、高质量且时空完整的长时序辐射产品的缺乏,以及探索不同因素之间关联机制的综合性研究的缺少等影响,目前对于北极地区快速升温的关键驱动机制仍无定论,不同理论之间存在很大的分歧.进一步指出,长时序、高质量的地表与大气辐射产品研发,研究方法的进一步优化与各种气候因子变化对地气系统能量收支扰动的更准确量化,以及针对不同气候因子之间内在关联机制的综合分析,将是未来提升北极地区气候变化研究的重要方向.     

海冰不存，生命焉附

由于气候变化的影响,北冰洋的海冰正在消退。根据美国宇航局（NASA）2009年的观测数据预测,如果全球变暖不能及早“刹车”,20年之后北冰洋将无冰覆盖。对于远洋运输、石油勘探等产业而言,这或许是个好消息,但对于习惯了冰天雪地的北极生物而言,这却是一场灾难。看上去,北冰洋正变得干疮百孔,人们想象中的北极,也正变得面目全非……     

薄冰上的北极熊

海螺沟冰川正在迅速"瘦身",而地球上其他地方的冰也在发生着急剧的变化:著名的"乞力马扎罗之雪"巳经融化了八成以上,到本世纪末将不复存在;喜马拉雅山的冰川正快速后退,到2035年,中部和东部大部分的冰川可能消失殆尽;北极的海冰在过去50年中已经显著变薄,生活在北极的北极熊面临灭绝危机。     

北冰洋马克洛夫海盆现代浮游有孔虫深度分布及其生态与氧碳同位素特征

北极地区对气候变化极为敏感,并通过海冰覆盖程度体现非常明显的放大效应.过去几十年的观察证明,北冰洋海冰正在加速后退和变薄,对全球气候的反馈和影响已成为当前气候变化研究的重大课题.浮游有孔虫钙质壳作为远洋沉积物的主要组成成分,也是古海洋重建的重要工具,但北冰洋海区因材料所限研究程度很低.本次工作通过对中国第4次北极考察在北冰洋马克洛夫海盆(Makarov Basin)浮游拖网取得的现代有孔虫样品的分析,解释现代浮游有孔虫组合及其稳定同位素组成所传达的生态信息,并建立主要属种分布与环境之间的相关关系.获得如下认识:(1)马克洛夫海盆150μm的浮游有孔虫组合以极地种Neogloboquadrina pachyderma(sinistral coiling)占绝对优势;(2)浮游有孔虫主要生活在水深50~100 m的上部盐跃层中,其次是100~200 m水层;(3)盐跃层中温度的变化会影响到浮游有孔虫的绝对丰度和在水柱中的分布,盐跃层更暖的环境更有利于浮游有孔虫的发育;(4)在100~200 m水深间隔,N.pachyderma(sin.)壳体较轻的?18O值(2.11‰)应与海冰冻结时析出的轻同位素卤水有关,而水深50~100 m处较重的?18O值(1.68‰~2.68‰,平均2.27‰)可能是受表层海冰融化形成的含较重氧同位素的低盐水影响.     

美丽的象牙鸥正在从北极消失

由于北极海冰的缩小,一种依赖海冰寻找食物的象牙鸥正在从格陵兰周围的海洋中消失. 象牙鸥遍布整个北极,生活在遥远北方的浮冰上.但科学家最近发现:加拿大的象牙鸥种群数急剧减少,21世纪初的数量比20世纪80年代时降低了大约80%.