北極海冰融化速度為什么超預期

■王致平王立東

（1河北省安全生產監督管理局 河北 石家莊050071；2河北威遠生物化工股份有限公司 河北 石家莊050031）

北極海冰融化速度為什么超預期

■王致平1王立東2

（1河北省安全生產監督管理局 河北 石家莊050071；2河北威遠生物化工股份有限公司 河北 石家莊050031）

北冰洋海冰融化速度為什么超預期？要找出其中的原因。把衛星照片作為研究對象，通過觀察、對比、分析、判斷、推理，再用科學測量數據進行驗證。結果發現：是北太平洋白令海的暖水通過白令海峽，進入了北冰洋，從而造成冰蓋融化。白令海的暖水主要來自太平洋的暖流，從赤道的暖池向北的黑潮到北太平洋暖流，再到阿拉斯加暖流，之后進入白令海。

衛星照片分析判斷科學驗證暖流融冰

全球變暖是當今世界極為關注的最大生存環境問題，而全球變暖最為顯著的信號就是北極冰快速融化。國際組織和各國政府科學家集中了大量人力、物力、財力用于研究北極海冰融化的方方面面，為此作了多種計算機模擬方案，然而一個奇怪的問題一次次發生，與衛星觀測的北極冰融化速度相比，計算機模型數據都顯得非常保守。

此問題不解決，將對全球應對氣候變暖的政策制定造成負面影響。

法國國家科學研究中心（CNRS）于2011年9月29日發表在[地球物理研究期刊]文章里介紹：近幾十年來，北極冰層大幅減少，遠超出氣候模型的預測?？缯皻夂蜃冞w問題小組（GIEC）”模擬了

北極冰層在氣候暖化影響下的消失狀況，預測夏季冰層即將在本世紀末消失殆盡。不過比較30年來詳盡的衛星觀測結果，1979-2008 年間，北極冰層 変薄的速度比氣候模型預測的快了4倍。分析的主要原因是模型主要是以全球性變暖（全球平均溫度）為基礎，而不是以區域性的變因為基礎。

但是“區域性變因”是什么？文章認為，科學家發現，近幾十年來，北極冰層漂移的速度急劇增加，使其更容易向弗拉姆海峽的南方移動，離開北冰洋然后融化。這一機制應該就是造成今日北極海冰消失的原因[1]。

我認為，這應當是原因之一，但不是重要原因。

國際組織及各國政府的科學家編制的計算機模型之所以不準確，

不能反映北極的實際情況，肯定是在分析海冰融化的原因上，缺少一個或幾個重要因素。

北極海冰融化是一個多因素綜合作用的結果，應當包括全球氣溫升高、太陽輻射、洋流溫度、洋流流向、冰層是否在陸地上等等。

南北極的兩個冰蓋，都處在一個地球里，同一個大氣層下，同一個太陽照射，為什么北極冰蓋融化的快，而南極冰蓋基本沒有變化呢？比較結果是南極冰蓋在大陸上，受海洋影響??；北極冰蓋除了格陵蘭島上的冰蓋外，基本上都在北冰洋里。所以，海水的狀況，是冰蓋融化快的主要因素。而全球氣溫升高、太陽輻射只是北極冰蓋融化快的輔助因素。

我的研究目的是找出北冰洋冰蓋融化快的這些主要因素，為制定應對之策提供依據。

經過幾年研究，找到了2個主要因素：即北太平洋白令海的水溫及白令海海水的定向流動。具體說，是北太平洋白令海的暖水經過白令海峽進入了北冰洋，對冰蓋進行融化、沖刷，而漂浮的冰又離開了北冰洋，向北大西洋漂移，使得北冰洋冰蓋快速融化，尤其是在夏天更甚。

1 研究方法

既然衛星照片真實的反映了北極冰層融化的情況，為什么不拿衛星照片作為我們的研究對象呢？我們采用了這個簡單而有效的方法：充分利用衛星觀測圖片資料，進行反復觀察-對比-分析-判斷-推理，再調查補充相關科學依據，得出分析結果，反過去對衛星照片資料進行驗證，找到了北冰洋海冰變化的內在規律。

2 研究經過

2.1 美國宇航局地球觀察站的衛星視頻資料

美國宇航局地球觀察站2015年公布了一組衛星照片，展示了北極海冰在近30年里令人憂慮的變化，見圖1[2]，“上帝之眼官方網站”搜索[迄今最驚人的照片！美國公布15年最佳地球衛星照片]中第5個視頻圖片。

從視頻圖片可以看出：在每一年的冬夏交替，冰層面積同時呈現多、少交替；冰層的融化是從白令海峽開始，并向北向東推進，而北冰洋的中東部，海冰變化不大，格陵蘭島上冰層幾乎沒有變化；白令海峽北部的北冰洋和北太平洋白令海的溫度變化趨勢是互動的；在夏季，靠近白令海峽的北冰洋西部的溫度高于東部。這些情況說明，北太平洋白令海的暖水通過白令海峽進入了北冰洋，融化了冰層。

圖1美國宇航局地球觀察站公布的北極冰層融化的視頻照片

2.2 “上帝之眼”網站的2張衛星照片

2012年03月05日上帝之眼>>新聞頻道>>報道>>正文“衛星地圖看古老北極海冰正消失”的文章里，公布了2幅衛星照片，分別呈現了1980年和2012年北極海冰的覆蓋范圍。在照片中，多年冰呈亮白色，普通海冰呈淡藍色至乳白色。見圖2、圖3[3]。

圖2 1980年北極海冰的覆蓋范圍甚廣

圖3 2012年北極海冰的覆蓋范圍則像融化的雪糕

通過對2個圖片中多年冰層的面積、形狀、消融區域的位置進行對比、分析，可以看出：在白令海峽北側，北冰洋的多年冰開始逐步消失，消失的面積向東、向北越來越大，而格陵蘭島上的冰蓋變化很少。這些情況可以判斷：北冰洋里的多年冰層融化所需的熱量，主要是來自海水里，而不是來自大氣里，也就是說，全球變暖造成的大氣溫度的升高，不是北極多年冰層融化的主要原因。否則，北冰洋的冰蓋與格陵蘭島上的冰蓋應當一起融化。進一步推理認為：北冰洋多年冰層融化的主要原因應當是北太平洋白令海溫暖的海水通過白令海峽進入到了北冰洋，對多年冰層進行融化、沖刷，使得北冰洋多年冰層快速減少。

2.3 北冰洋多年冰蓋是先從浸沒在水中部分融化的

煤礦中煤層的塌方、石礦中石層的塌方、危樓的倒塌，都是底層的基礎被掏空或損壞造成的。北冰洋多年積冰的塌方，也是浸沒在水中的基礎冰被融化后而造成的。冰層上面的流水才是太陽輻射和空氣溫度升高造成的表層冰的融化，然而這個影響是局部的、較小的。見圖4、圖5。

圖4 由于多年冰的坍塌而形成的冰墻

圖4是英國《每日郵報》2009年9月3日公布的一張挪威北極地區冰川融化的照片，照片中融化的冰壁內出現了一個女人哭泣的臉，融水成為這張臉流下的傷心淚。冰川專家證實，形成哭臉的冰帽每年最大萎縮160英尺(約合49米)，這種令人擔憂的現狀已經持續了數十年之久[4]。這個冰美人好像在哭泣著說：“下半身太熱了，我實在堅持不了啦”。

2.4 北太平洋的暖水進入北冰洋的證據

北冰洋冰層融化,最關鍵的區域是白令海峽，是白令海峽控制著太平洋和北冰洋之間海水的流通，從而控制著北冰洋冰層的融化程度。見圖5。

圖5 白令海峽周圍地圖

2.4.1 白令海峽較淺，為白令海的暖水通過白令海峽進入北冰洋創造了條件。

白令海峽位于亞洲最東點的迭日涅夫角和美洲最西點的威爾士王子角之間，在亞洲東北端楚科奇半島和北美洲西北端阿拉斯加之間。北連楚科奇海，南接白令海。白令海峽，西經169°0′，北緯65°30′，約85千米寬，深度在30-50米之間，平均水深42米，最大水深52米，海峽的狹窄和水淺阻止了北冰洋和太平洋間深層水（冷水）的交換[6]，而北太平洋的白令海0-50m的暖水層則可以順暢的進入楚科奇海，到達北冰洋的縱深。

2.4.2 白令海確實有暖水層存在

根據1999年7-9月中國科學家首次北極考擦，在560N斷面的考察現場資料,以及美國國家海洋數據中心的多年平均溫鹽資料（Levitus94資料）研究的結果：白令海的海水主要來自北太平洋。白令海主要有4個水團組成,分別是白令海表層水團、白令海中層水團、白令海深層水團和陸架混合水。白令海夏季表層水,受輻射增溫的影響（作者：主要是太平洋暖流影響）,0~20m層溫度7月可達7~8C0，這是典型的夏季表層水的特征.因此,常把0~20m層稱為夏季表層水的上均勻層。從均勻層向下,溫度開始降低,到50m處,溫度還在3C0左右，我們通常將50 m層以上水層,稱為夏季表層水，從夏季表層水向下,溫度隨深度增加繼續降低，冬季殘留水的最低溫度,大致位于85~150m的水層內，溫度低于2C0,達到垂直剖面上的溫度的最低值.這一溫度極小值層,屬于冬季殘留水[7]。

0-50m的8-3℃的暖水進入北冰洋，對于北冰洋冰層來說，是個巨大的熱量來源。

2.4.3 通過白令海峽的暖水有很大的量

在2003年7和9月兩個時間點，對白令海峽64.3°N緯向斷面鐳同位素的研究表明，北太平洋水進入北冰洋的路徑可能主要有3支,分別為白令海峽西側的阿拉德水、白令海峽東側的阿拉斯加沿岸水和中部的白令海陸架水，見圖6。由于白令海的海平面高度高于楚科奇海，所以白令海海水可通過白令海峽進入楚科奇海，其流量約為0．6×106～0．8×106 m3／s[8]。

經計算,北太平洋白令海水深0-50m暖水（8-3C0）通過白令海峽進入北冰洋楚科奇海的水量，每天就是518.4-691.2億m3，相對于北極海冰的低溫，流入了大量的熱量，這些熱量蘊藏在海水里，促使浸沒在北冰洋水中的基礎海冰快速融化而造成多年冰的坍塌，進而使北冰洋海冰融化。

可見北太平洋白令海通過白令海峽流入北冰洋楚科奇海的暖水，對北冰洋冰層融化起到了多么重要的作用?；剡^頭來，對比一下

圖3“2012年北極海冰的覆蓋范圍則像融化的雪糕”的形狀，是多么一致啊。

圖6 白令海峽鐳同位素研究采樣站位(箭頭僅表示海流方向)

2.5 北太平洋暖水的熱力來源

世界各大洋之間及各大洋內部的水是流動的,這就是洋流,洋流又分為暖流和寒流。洋流的主要動力是水面的高低（壓頭）,水總是從高水位向低水位流動的。風、海岸線、海盆也影響海流的方向，但水位高低是海水流動的主要動力因素。

太平洋赤道附近暖池是太平洋全境表面溫度最高的區域，也是造成太平洋暖流持續向北流動的熱力和動力來源。圖7是交通部中央氣象局網站(臺灣): 溫 圖太平洋海 分析 。明確的顯示出太平洋暖池的位置和面積。

圖7 太平洋表面等溫曲線圖（30C0以上區域為暖池）

2015年8月28日，是本年度15C0等溫線最靠北的一天，這時暖池距離北極最近。

赤道附近暖池的熱水,在北赤道洋流裹挾下，向西、向北流動,形成黑潮，在日本東面，受海岸線影響折向東北，形成北太平洋暖流，直抵美國西海岸，又沿北美洲海岸向西北，形成阿拉斯加暖流，直至白令海，這便是太平洋中從赤道北上的一股暖流,這個被分為三段的暖流所攜帶的熱量，大部分應當是太平洋暖池的熱量。見圖8 [10]。

圖8 世界主要洋流

3 研究結果

充分利用衛星視頻照片和圖片，采用反復觀察、對比、分析、判斷-推理，得出初步結論，再尋找科學證據進行驗證的方法，科學、合理的找到了北極海冰（比計算機模型預測的結果）快速融化的原因：太平洋暖池的海水，在北赤道洋流的裹挾中，向北流動形成黑潮、北太平洋暖流及阿拉斯加暖流，直至白令海，這便是太平洋中從赤道北上的一股暖流，白令海的暖水通過白令海峽流入北冰洋的楚科奇海，海水攜帶的大量熱量，使北冰洋多年的冰蓋在海面以下底層首先融化，從而造成多年冰蓋坍塌，冰層被融化、沖刷，形成浮冰，流出北冰洋而完全融化，一部分海水經過北冰洋進入弗拉姆海峽的南方。

造成北冰洋多年冰蓋快速融化的兩個主要因素，一個是北太平洋的暖水所提供的熱量(每年8月末9月初暖池位置最靠北，距離北極最近)，一個是太平洋的水定向流入北冰洋。全球變暖及北極的太陽輻射，則促進了北極海冰融化的過程。

4 結論與討論

通過幾個北極冰層融化情況的衛星照片，以及我國科學家在白令海及白令海峽的實際測量的資料，經過科學分析，對比判斷，證明白令海的暖水通過白令海峽進入北冰洋，是北極多年海冰快速融化的主要因素（尤其夏季），赤道附近的暖池向北形成的暖流，則是熱量的提供者。而全球變暖和北極地區太陽輻射只是起到了促進作用。

那么全球怎么變暖了？世界主流認為是工業化形成的溫室氣體，造成地球熱量減少散失的結果。我認為這是原因之一。

全球海洋赤道附近的暖池，形成的暖流，分別向南北極方向流動，使全球海洋溫度升高，從而溫暖了大氣層，這可能是更重要的原因。

然而，赤道附近暖池是怎么形成的，其熱量的來源在哪里？應當予以研究和探討。

[1]駐法國代表處科技組氣候模型低估北極冰層消失的速度 [DB/OL]2011.11.29來源豆丁網

[2]上帝之眼網站 迄今最驚人的照片！美國公布15年最佳地球衛星照片 [DB/OL] 2015-05-28來源：網絡編輯：上帝之眼：首頁>新聞頻道>編輯推薦>正文

[3]作者：佚名衛星地圖看古老北極海冰正消失 [DB/OL]2012年03月05日上帝之眼>>新聞頻道>>報道>>正文來源：新浪網

[4]編輯耿寧哭泣的冰川 [圖][DB/OL]2009-09-04來源：蘭州晨報

[5]飛盧美圖網挪威游客近距目睹巨大冰川轟然倒塌入海圖片 [DB/OL]您的位置：美圖大全>美圖庫>風景>國內風光>挪威游客近距目睹巨大冰川轟然倒塌入海圖片

[6]好搜百科：白令海峽編輯詞條 [DB/OL]

[7]高郭平,侍茂崇,趙進平等1999年白令海夏季水文特征分析 [J]【海洋學報】2002年01期8-16

[8]陳敏,李艷平,邱雨生等白令海峽水團來源的鐳同位素示蹤 [J]海洋學報 (中文版) 2011年02期69-76

[9]交通部中央氣象局網站(臺灣):太 平洋海 溫分 析 圖[DB/OL] 首 頁>觀測>海 溫分析>太平洋海溫 分析圖

[10]作者:lrx世界著名的九大暖流 [DB/OL]來源:搜博志2013-02-14

Why is Arctic sea ice melting faster than expected

Wang Zhi-Ping1,Wang Li-Dong2
(1.Hebei Administrator of Work Safety,Shijiazhuang City,Hebei,China 050071;2.Hebei Weiyuan Biochemical Co.LTD,Shijiazhuang City,Hebei,China 050031)

Why exceeded expectations Arctic sea ice melting?Study on satellite photos to be seen,comparison,analysis,judgment,reasoning and scientific data.It was found that the Bering Sea is warm water in the North Pacific through the Bering Strait into the Arctic Ocean,causing ice to melt.Bering Sea warm pool heated mainly from the equator,the warm Kuroshio and Alaska.

Satellite photos；Analysis and judgment；Scientific verification；warm current；Ice melting

X[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-341-3