9月16日星期日，太阳没有在北极升起。尽管如此，在夏季几个月里，太阳的热量已经足够倾泻到北极，导致自20世纪70年代卫星记录开始以来北极海冰覆盖的最大损失。创纪录的341万平方公里冰层打破了2007年创下的先前低点——417万平方公里。美国国家冰雪数据中心（NSIDC）的数据显示，自1979年以来，北极海冰的最小范围缩小了50%以上，并且相应的冰层变薄导致损失的冰量更大。
NSIDC研究科学家沃尔特·迈尔说：“现在开阔的海洋比过去多得多。” 根据新的卫星测量和潜艇提供的厚度估算，“我们能判断出，体积下降的速度甚至比表面积[范围]还要快。” 一旦海冰足够薄，大部分或全部可能会在一个夏季融化。
一些冰川科学家已经开始认为，北极可能最早在本十年末的夏季就无冰了，留下颜色较深、吸热的海洋水来取代明亮的白色反射热量的海冰。问题是：然后会发生什么？尽管研究人员尚未完全了解这些快速变化的性质和范围，但其影响可能从区域天气模式变化到加剧整体变暖的全球气候反馈。正如迈尔所说：“我们预计会产生一些影响……但我们无法准确地说出这些影响过去是什么或将来会是什么。”
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
薄冰之上 北极冰影响大气环流，从而影响天气和气候。去除冰块，影响似乎肯定会随之而来。而且，还会出现更多的变暖，尤其是在北极，那里的变暖速度比全球其他地区都要快。鉴于温室气体的累积排放，可能至少会有与迄今为止发生的变暖程度相当的变暖——全球平均气温上升了0.8摄氏度，其中大部分发生在过去30年中。
北极海冰损失的最大影响当然会在当地感受到：从可能出现更多的降雪（可以像绝缘毯一样使冰保持温暖并无法生长）到更强风的风暴。这些也会掀起海浪冲击海岸，侵蚀海岸，并带来更温暖的温度来解冻永久冻土——导致“醉酒”的树木和建筑物以及滑入海中的村庄。海冰的减少也会影响北极最大的动物：海豹、海象和北极熊。因纽皮亚特人领袖卡罗琳·坎农9月19日在纽约市举行的绿色和平组织关于北极的活动上说：“我们的人民依赖于那片海洋，我们已经看到了一些巨大的变化。” “我们是海洋的守门人。我们为动物说话。它们为我们提供食物，所以现在是我们通过争取改善气候变化来为它们说话的时候了。”
注意到坎农后院的气候变化，全球其他地区确实在采取行动——但并非那种可以减少温室气体排放的行动。“世界正在将北极视为一个有待开发和利用的新海洋，”马尼托巴大学的北极系统科学家大卫·巴伯指出，尤其是石油，壳牌公司竞标在楚科奇海钻探第一口海上油井就证明了这一点。美国地质调查局估计，北极蕴藏着丰富的石油和天然气——从俄罗斯到美国的各公司都在排队开始开采。
但是，不断减少的海冰实际上可能会干扰这项努力。壳牌公司今年的钻探投标不得不因漂浮冰的危险而暂停。事实上，由于巨大的冰块自由漂浮，而且速度比以往快得多，海冰的减少实际上使北极海域的石油勘探更加危险，而不是减少。巴伯说：“总体而言，海冰变得更加容易移动。” 另一方面，穿越北冰洋的航运首次变得可行，而人们称之为脆弱或腐烂的冰则表明，穿越地球最顶端部分的道路至少在很短的时间内已经开放。巴伯根据他在冰上进行的三十年实地实验认为，“我们已经达到了那个地步”。
变暖的北极水域和陆地也开始释放甲烷，这是一种短寿命但强效的温室气体，也是天然气燃料中的主要碳氢化合物。仅北冰洋就包含比世界其他海洋加起来更多的甲烷——尽管正如前国防部长唐纳德·拉姆斯菲尔德和蒙特雷海军研究生院的海洋学家维斯瓦夫·马斯洛夫斯基所说，这种解冻是否会导致大量甲烷释放仍然是一个“已知的未知数”。马斯洛夫斯基说：“如果我们释放出甲烷，我们将以未知的程度放大全球变暖。”“我们不知道。”
全球影响
在更大的范围内，最大的影响可能是北极作为全球海洋冷却系统的能力发生变化。根据来自计算机化浮标的测量，现在太平洋和大西洋都有从上到下的较暖水域。北极一直发挥着全球空调的作用，在秋季风暴季节以及冬季初期，每平方米的开阔海面向大气散发大约350瓦的热量。较暖的北极可能无法散发掉更多热量。
反过来，这种无力将影响北部极地地区和更南部地区之间的温差。在大气中，正是这种温度梯度产生了并维持了急流——一股在高空从西向东流动的高速风带，通常引导北半球的天气系统。NSIDC的迈尔指出：“急流变得更加弯曲”，这使得冷空气进一步向南溢出，或者暖空气进一步向北渗透。
这种温度梯度的丧失也可能导致急流内的天气模式停滞，从而使特定的天气系统在一个地方停留一段时间。这反过来又可能造成更强的热浪、干旱或降水。“如果降雨模式停滞不前，就会发生洪水问题，”迈尔说。
考虑到对农业和其他重要事业的潜在影响，了解这些所谓的“遥相关”是一个紧迫的科学研究领域。巴伯指出：“我们的社会依赖于稳定的农业。” 这也可能是人们注意到的一个问题。正如罗格斯大学的气候科学家詹妮弗·弗朗西斯和威斯康星大学麦迪逊分校的斯蒂芬·瓦弗鲁斯在一篇论文中阐述了北极变暖如何通过急流导致天气模式停滞时写道：“地球的逐渐变暖可能不会被大多数人注意到，但是，随着温室气体继续在大气中积累，每个人——无论是直接还是间接——都将受到极端天气事件发生频率和强度变化的影响。”
全球变暖的海洋也将允许水的更多热膨胀——随着水温升高，液态水分子之间的距离增加。这将使海平面进一步高于目前每年约三毫米的水平。
那些较暖的海洋水已经拍打着格陵兰岛冰冷的海岸，加速了巨型冰原的出海冰川的融化。再加上天气异常，例如今年7月袭击格陵兰岛中部的热浪，导致几乎整个冰原表面暂时融化，这可能预示着北部的冰川融化会更加陡峭。“过去几年的极端融化正在为今年的融化做预处理，”纽约城市学院的冰川融化研究员马可·泰德斯科说，他融化了冬季积累的所有降雪。“这就像把钱存入银行账户。如果您开始花的钱多于存入的钱，您就会变成负数。这就是冰原上正在发生的事情。”
如果格陵兰岛完全融化——根据大多数冰川学家的估计，这仍然是一个遥远的前景——冰原包含足够的水来使全球海平面上升六米。巴伯问道：“有多少人住在离海岸线六米海平面上升的范围内？”“答案是：太多了。”
并非一切都失去了
美国宇航局戈达德空间研究所主任，气候科学家詹姆斯·汉森在绿色和平组织的同一活动中表示，所有“北极海冰的季节性损失是其中一个临界点，不幸的是，我们将越过那个临界点”。“我认为我们将失去那片海冰。好消息是：这个临界点是可逆的。”但是，如果当地条件因任何原因发生变化，冰块有可能重新生长。
毕竟，每次寒冷、黑暗的北极冬季之后，冰层都会重新蔓延。一些科学家和环保主义者甚至建议，或许应该尝试某种形式的地球工程来恢复北极的低温。“我们需要考虑[太阳辐射管理]的可能性，有些人称之为地球工程，”前美国国务院环境与发展副助理国务卿、环保主义者拉夫·波默兰斯认为，这可能是控制或逆转北极融化的一个选项。“我们需要了解其有效性、缺点以及风险是什么。”减少除二氧化碳以外的温室气体排放，如甲烷或黑碳，在北极的影响可能比其他地方更大，因为烟尘在冰层融化中起着重要作用。
海冰流失也可能带来一些积极的影响。开阔的海洋可能会允许更多吸收碳的浮游生物大量繁殖，就像南极洲周围的南大洋一样。“目前，北冰洋是一个生物荒漠，”魁北克市拉瓦尔大学的生态学家路易斯·福蒂尔指出。如果浮游生物大量繁殖，这些微小的光合作用生物会从空气中吸收二氧化碳，并成为食物链的底层，从而创造新的、富有生产力的渔业。此外，如果浮游生物在没有被捕食或分解的情况下死亡，它们可能会随着微小的尸体沉入海底而将二氧化碳埋藏起来。事实上，人工施肥促进浮游生物大量繁殖已被尝试作为南大洋的一种地球工程技术，并取得了一些成功。
但在更水化的北冰洋中，这种成功不太可能重现。德国阿尔弗雷德·韦格纳极地和海洋研究所的海洋生物学家维克多·斯梅塔切克说，北冰洋“在浮游生物方面已经比近过去被冰覆盖的海洋更具生产力”，他曾帮助领导在南大洋进行的那些生物固碳实验。但当地的条件，如缺乏营养物质和深层与浅层海水混合不足，表明北冰洋新开放的水域不太可能产生大规模的浮游生物繁殖、大型渔业或固存二氧化碳。“北极的二氧化碳固存潜力非常有限，”斯梅塔切克说。北极不会自救。
模型失效
无论北极融化揭示了什么，越来越清楚的是，科学家们赖以进行预测的计算机模型未能捕捉到遥远北方快速变化的速度。问题源于空间分辨率太大——典型计算机模型中的单个网格覆盖100平方公里——以至于无法“看到”小而重要的特征，如温暖的海水水流或冰的输出。而且计算能力不足以呈现北极气旋及其在分解冰层中所起的作用。“模型仍然过于保守吗？”马斯洛夫斯基问到，这些计算机模拟是未来预测的基础。“如果目前的趋势继续下去，我们可能在本十年末几乎没有冰。”
这种夏季海冰完全消失在目前仍然是推测性的。“我不认为它会一直直线下降，”NSIDC的迈尔说。“剩余的冰可能继续保持厚度，即使融化更多，也可能更难去除。融化可能会趋于平稳。”至少，海冰很可能在明年反弹，就像之前每一次海冰融化记录之后发生的那样。“这不会让我感到惊讶，”迈尔说。
然而，可能令人惊讶的是，已经高度进展的北极海冰流失对全球的影响，特别是对天气的影响。“我们需要更多的经验证据来给出一个确定的答案，”汉森在谈到如何弄清楚北极融化将如何影响地球其他地区这一挑战时说。由于不断增加的温室气体排放，捕获了越来越多的热量，世界将在今年冬天——以及未来的许多年里——了解到这一点。
“古气候记录中有证据表明气候系统能够快速变化，”巴伯指出。“我们正在进入新的领域，其影响在科学上是未知的。”