冰天雪地的北極，似乎很難與高溫聯系上。然而，從升溫速率的角度來看，北極在最近幾十年的升溫速率是過去2萬年以來最快的。通過分析氣象站觀測數據和氣候模型模拟結果，研究人員發現北極過去幾十年的升溫速率大約是全球平均升溫速率的2倍，這種現象叫做北極放大效應（Arctic Amplification Effect）。北極放大效應是全球氣候變化的“指示器”，是當前極地氣候研究中的前沿和熱點。

格陵蘭島冰蓋快速流冰（圖片來源：效存德教授）

過去一千年是當前氣候變化的背景，從科學意義上來看，過去一千年是科研人員研究北極放大效應的理想時間段。這種認識不僅僅是因為目前科研人員對過去一千年的氣候變化研究已經有了較為紮實的基礎和一緻的認識，更主要的原因在于研究過去一千年來的北極放大效應變化，将有助于認識當前北極放大效應所處的曆史背景和地位，還将有助于理解北極放大效應的長期變化特征，以及辨别氣候系統自然變化和人類活動影響對北極放大效應的貢獻。

中國科學院西北生态環境資源研究院科研人員聯合國内外相關科研機構的研究人員，通過融合氣候模型模拟結果和氣候代用資料（比如：樹輪、冰芯、石筍等），重建了北半球過去一千年高分辨率、高質量的年均氣溫格網化數據，并以重建的氣溫格網化數據為基礎，進一步定量化地重建了世界上首條時間跨度達到過去一千年的北極放大指數序列，并以北極放大指數的大小來表示北極放大效應的強弱。

北極海冰（圖片來源：北極理事會<The Arctic Council>）

研究人員發現，從過去一千年的角度來看，北極放大效應的強度總體上是在變弱、北半球高-中-低緯度間溫度梯度（溫度梯度是指從低緯度地區到高緯度地區水平方向上溫度的變化率和溫度的變化量）總體上在減小。工業時代以前的北極放大強度總體上要強于工業時代的北極放大強度，意味着北極放大效應極有可能是氣候系統的一種内在現象。

研究人員進一步發現，過去一千年北極放大效應的強度總體上變弱的趨勢主要是受到北大西洋海溫周期性冷暖交替變化（65～80 年的周期）所調控，并且這種調控作用在工業時代以前更明顯。北大西洋海溫周期性冷暖交替變化會影響中低緯度地區大氣和海洋向北極地區輸送水汽和熱量的多少，最終影響北極放大效應的強弱。

科研人員還發現，在工業時代，人類向大氣中排放的溫室氣體急劇增多，造成大氣和地表溫室效應顯著增強。從多年的平均情況來看，溫室效應在中低緯度地區表現得更加明顯，導緻中低緯度地區氣溫的快速升高、高-中-低緯度間的溫度梯度減小，從而削弱了原本由北大西洋海溫周期性冷暖交替變化所調控的北極放大效應強度。也就是說，溫室氣體對北極放大效應的強度有弱化的作用。無獨有偶，一項由日本海洋-地球科技研究所研究人員所開展的研究也發現，在未來氣候變化情景下，如果人類排放的溫室氣體濃度進一步升高，北極放大效應的強度将會進一步減弱，反之将會增強。

總之，近幾十年北極放大效應強度的顯著減弱，它所表達的意義實際上是不但北極地區在快速升溫，而且中低緯度地區也同樣在經曆着快速的升溫，這點其實從20世紀80年代以來北半球中低緯度地區頻發的熱浪事件就可以看出。“二氧化碳排放力争于2030年達到峰值，努力争取2060年實現碳中和”，即“雙碳”戰略目标。“雙碳”戰略目标是中國提出的兩個階段碳減排奮鬥目标，也是中國為切實履行《巴黎協定》所規定的“将本世紀全球平均氣溫上升幅度控制在2℃以内，并将全球氣溫上升控制在前工業化時期水平之上1.5℃以内”所做出的具體行動。未來“雙碳”戰略目标的實現，有望在很大程度上削弱溫室效應在中低緯度地區的強度，我們将很有可能再次看到北極放大效應的增強。

來源：中國科學院西北生态環境資源研究院

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