极地影响全球气候

【前言】极地影响全球气候由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。南极、北极和青藏高原素有地球三极之称。极地通常指的是南极和北极。 北极，泛指北极圈(66°33′N)以北的地区。包括北冰洋的绝大部分面积、海冰区、岛屿和欧洲、亚洲、北美洲及格陵兰岛在北极圈以内的陆地，总面积约2200多万平方公里。 南极泛指南纬60°以南的海洋、岛...

南极和北极是地球气候系统的重要单元，包含了大气、海洋、陆地、冰雪和生物等多圈层相互作用的全部过程。通过这些相互作用，地球高纬度地区不断驱动着全球变化，同时也深受全球变化的影响。极地拥有过去地球系统演变的独特信息，对认识地球系统及其与人类活动的相互作用具有重要意义。

今年3月1日，由联合国世界气象组织(WMO)和世界科联(ICSU)联合发起的“第四次国际极地年”活动在法国巴黎启动，从2007年3月1日到2009年3月1日的两年时间内，来自世界60多个国家的几千名科学家将展开超过200个与极地有关的科学项目研究。中国将在极地年推出名为PANDA的核心计划，主题是研究两极地区海洋、大气、冰雪等的相互作用，包括大气、冰川、生物、海洋等学科的中国科学家将连续3年在极地做集中、加强的观测研究。

与此同时，今年世界气象日也将目光对准了极地，今年气象目的主题是“极地气象，了解全球影响”。

极地气象研究为何如此重要?它对我们的生活和环境会有怎样的影响呢?

极地在哪里

南极、北极和青藏高原素有地球三极之称。极地通常指的是南极和北极。

北极，泛指北极圈(66°33′N)以北的地区。包括北冰洋的绝大部分面积、海冰区、岛屿和欧洲、亚洲、北美洲及格陵兰岛在北极圈以内的陆地，总面积约2200多万平方公里。

南极泛指南纬60°以南的海洋、岛屿和大陆，总面积约5200万平方公里。南极大陆冰盖的平均厚度超过2000米，最厚的冰层可达4800米。

两极在地理地貌上最显著的差异是，北极是地球在其最北端的凹陷部分，四面由大陆环绕、近于封闭的永久性冰冻海洋，被喻为白色的海洋或北冰洋，是一片被大陆包围的冰雪海洋。平均水深约1225米，是世界四大洋中面积最小、平均水深最浅的一个海洋。而南极洲是地球在其最南端的凸出部分，是一个四周由海洋包围的冰雪大陆，被喻为白色的大陆或南极洲。其平均海拔高度为2350米，是世界五大洲中平均海拔高度最高、面积最小的大陆。

由于南北两极地处高纬度，因此，在气候和环境上存在许多相似之处：它们分别位于地球的南北两端，大部分地区都终年为冰雪所覆盖，自然环境恶劣，气候寒冷，暴风雪频繁，都是地球上的气候敏感地区，也是制约和影响全球变化，特别是全球气候变化的两大冷源、驱动器和敏感器。但南、北极在环境气候上又存在着明显差异，北极的年平均气温为10℃左右，较南极高15℃～20℃，记录到的最低气温也相差20℃。一般来说，北极的冬季相当于南极的夏季，而南极的冬季则是世界上最为寒冷的季节和地方。

南北两极都是全球著名的暴风雪地区，暴风既频繁又强烈。相比之下，北极暴风的强度较弱，即使在暴风雪强烈的冬季，平均风速也只有10米／秒。而南极地区暴风的年平均风速达17～18米／秒，冬季平均风速可达25～30米／秒，南极内陆高原风速达到45～60米／秒。在东南极大陆沿岸的法国迪蒙・迪尔维尔站上，曾记录到100米／秒的最风，所以，南极被喻为“世界的风极”、“暴风的故乡”。

两极储存了全球冰雪总量的98％以上，世界淡水总量的80％以上。北极的冰雪主要在格陵兰岛，冰雪总量约为300万立方公里，约占全球总冰量的5．4％，冻结的水量约等于世界淡水总量的9％。如果这些冰雪全部融化，全球海平面将上升7．5米。南极大陆的总冰量约为2400万立方公里，约占全球总冰量的90％以上，冻结的水量约等于世界淡水总量的72％。如果这些冰雪全部融化，全球海平面将猛升66米。所以，南极被喻为“地球的冰库”、“冰雪的大陆”。

极地气象学研究什么

气象学家把研究南北极地区各种气象问题的学科称为极地气象学。随着全球气候变化研究的不断深入，极地气象科学也从传统的气象学、气候学、高空气象学、高层大气物理学等，向包括大气物理、大气化学、大气环境和空间天气等更广泛的领域拓展。极地气象的研究历史不算长，仅为100年左右。

极地气象的研究包括两层含义，一是南北极对全球变化有什么反应，即极地的响应，另一点是南北极的变化对全球有什么作用，即极地对全球的反馈。

由于全球大气是一个相互作用和影响的统一整体，南北极是全球气候系统的冷源，赤道地区是全球气候系统的热源，两者遥相呼应，组成了全球气候系统的两极，影响着全球气候的变化。要了解全球气候变化，必须对南北极地区有所研究。

极地大气边界层与冰雪下垫面之间的动力和热力相互作用，不仅影响着大气层结构和局地天气气候，而且对全球大气环流和气候演变也有重要的作用。在中长期天气预报模式、全球气候动力诊断和模拟模式中，都需要了解两极地区的各种热力和动力参数。目前许多先进的大气环流模式和气候模式对极地大气环流和气候的模拟存在较大偏差。其主要原因之一就是因为对北极和南极地区冰雪与大气相互作用的过程认识不足。所以，必须对极地的辐射平衡、水汽、动量输送和能量交换过程及其参数化方案进行深入研究，为气候模式提供更适合极地大气边界层的物理特征参数，进而合理评估极地在全球气候变化中的作用。

极地大洋环流和海冰变化与极地大气环境有密切关系，在全球能量平衡中起重要作用。极地冷水通过沉降从海底向较低纬度地区输送，在全球海洋温盐环流中起启动作用，对全球各大洋的热量和气体交换起重要作用。海冰范围及冰密集度的减少使下垫面反射率和对海－气热量交换的抑制减少，使海洋获得更多的太阳辐射能，与此同时，海水暴露在大气中范围的增加会使从洋面进入大气的水量增加，海洋的热量损失也随之增加，并引起云量的增加，导致洋面接收的太阳辐射能减少。

极地冰盖和大洋沉积物中保留着地球大气地质时期和历史时期气候变化的详细记录，是获取极地气候代用资料的载体。目前利用南极东方站和DOME－C的深孔冰岩芯，俄罗斯(前苏联)、法国和美国科学家通过对冰岩芯同位素、气泡成分及微量物质的研究，获得了近42万年和近74万年以来南极地区温度和二氧化碳及甲烷等气体浓度变化的资料，为判断“温室效应”的影响程度提供依据。在北极格陵兰冰盖也已获得过去25万年以来的气候环境变化记录。这些记录表明全球气候环境变化存在着以大约10万年为周期的冰期、间冰期的循环。在这个循环周期中，间冰期(暖期)一般持续一万年左右，其他时间主要为冰期(冷期)和过渡期。在气候变化的过程中，从冰期(冷期)到间冰期(暖期)的变化速率较快，而从间冰期到

冰期的过渡较慢。

南北极是目前全球受人类活动影响和环境污染最少的地区，开展大气臭氧变化规律和氟里昂等气体向两极输送过程的研究将为揭示“南极臭氧洞”产生机理，以及人类活动对臭氧层破坏的影响程度提供线索。

我国为何研究极地气象

极地冷暖和冰雪状况的变化及其对我国大气环流和天气气候的影响一直是我国气象研究人员十分关心的问题。

我国位于北半球，北极对我们的影响更加直接，比如大家熟知的冷空气活动，冷空气就是从北极的北冰洋、西伯利亚、北极圈里来的，这是北极对我国气候最大最直接的影响，在进行冷空气预测预报时必须考虑北极。

我国科学家还用观测资料诊断分析和数值模拟方法，研究了春季白令海和鄂霍次克海的海冰范围极端异常与东亚夏季风降水变率之间的关系和相关的动力学机制，结果表明：当春季白令海和鄂霍次克海的海冰范围偏少时，夏季东亚高纬度地区存在一个异常高压，该异常高压使我国南方冷空气活动频繁，阻止了东亚副热带夏季风向北推进，使梅雨锋及其降水加强。

南极离我国很远，但南极的冷空气活动同样会对北半球产生影响。1930年代，我国就有学者提出东亚大寒潮穿过赤道后会使印度尼西亚和澳大利亚等国家产生暴雨。这是北半球对南北球的影响。另外，南半球的冷空气活动也会穿过赤道，对北半球太平洋的台风产生影响。这些观点在今天都被研究证实是正确的。事实上，南北半球是相互影响的，南极地区冬季海冰的多少和活动状况会在半年后对东亚和我国东部地区的降水产生影响。这种影响从空间和时间看都是很远的，我们习惯称为遥相关。另外，海冰的多少、海冰的活动还对厄尔尼诺产生影响。

我国东北地区纬度偏高，处于热量的边缘地带，夏季的低温冷害是个很大的灾害，直接影响农作物的成熟和收获。低温冷害的发生与前期南极地区海冰的活动情况也存在统计关系。气象数值模拟表明，南极海冰变化后，在赤道地区发生异常的小波动，这些波动会穿过赤道，影响我国东北地区。由于两者的活动周期时间间隔一般在半年左右，研究南极的海冰变化情况，可以从中找到对我国天气气候产生影响的强预测信号，便于预报气候。

极地对全球变暖的响应

联合国政府间气候变化专门委员会日前公布的第四次评估报告称，全球气候变暖是无可辩驳的事实，南北极的气候变化是全球气候变化的指示器，极地环境的各种参数对全球变化十分敏感，如果南北极的冰雪全部融化，会使海平面上升近70米，对各国的影响不得了，全球的洋流、季风也会发生变化，进而影响到人们的生活，所以我们对极地的变化应十分关心。

但气候变化非常复杂，不同区域的表现是不一样的。在全球变暖的大背景下，可能某些区域甚至变冷了。

从北极来说，变暖得最厉害。但在南极地区则不完全是这样。就气候变化而言，南极洲是地球上“惯性”最大的地区，非常稳定，冰原的代谢率极慢，与其他大陆相比，南极大陆地表反射率均匀，且几乎没有年变化，地表风系也较其他大陆上更具持续性。因此南极大陆在南极区气候体系中具有控制性的、稳定的特点，从目前情况看，全球气候变暖对南极的影响并不像北极那么大，近40余年来南极和邻近地区温度与全球平均温度的变化并不一致。南极地区的增暖主要发生在南极半岛地区，在南极大陆主体并不明显，近十余年来还有降温趋势。对南极冰川学实测资料和由雪坑、冰芯获得的气候代用资料的研究表明：东南极地区冰盖物质的补充大于消融(正平衡)，冰盖是稳定升高的；而在西南极地区冰盖物质的补充小于消融(负平衡)，冰盖是不稳定的。

目前，全球海平面上升的主要原因不在于南极冰盖，而在于北极格陵兰冰盖及高山冰川的消融和海水增温后的热膨胀效应。在未来100年，海平面升高的幅度并不太大，为十几个厘米到几十个厘米。对我国的影响不是很大。

但因为气候变化的尺度一般以数万年为单位，今后会发生哪些变化，尚需进一步研究。

极地研究的未来在哪里

在未来10年，全球变化研究将进入一个全面认识地板球系统科学的新阶段。国际地圈生物圈计划(IGBP)打破了原先按学科领域设计的核心计划界限，重新设计6个研究计划，重点研究地球系统中大气、海洋和陆地等三个圈层及其界面、地球系统分析模拟(GAIM)和过去全球变化(PAGES)。在全球变化领域内，IGBP和国际全球环境变化在人类方面的计划(IHDP)、世界气候研究计划(WCRP)及国际生物多样性计划(DIVARSITAS)－起组成了地球系统科学联盟，将碳循环、水资源和食物系统列为当前全球变化和有关全球可持续发展的三大关键问题。

与此一致，我国的极地大气科学研究也希望通过国际合作，从极地气候变化信息中发现和提取能用于我国重大气候灾害短期气候预测的强预测信号，进一步量化和认识极地在全球气候变化中的作用，及其对我国天气气候的影响，为社会的可持续发展提供科学背景和依据。