北極圈越來越瘋狂，不久你會看到一個夏天都沒有海冰的北極

在過去的一年裡,北極圈的氣候有時近乎荒謬。在聖誕周北極某些地方的氣溫比平均氣溫高出30℉~50℉。到11月，該區域海冰面積達到創紀錄的低點——前所未有的延伸。更重要的是,也許北極圈與北美洲、歐洲和亞洲的中緯度地區的溫度差距在2016年是最小的。

一定要注意這縮小的差距,因為它似乎是中緯度地區極端天氣的誘因,從熱浪、乾旱到暴雪。為什麼最近北極圈如此瘋狂？而這與居民眾多的南方的極端天氣有多強的聯繫？ Scientific American就此採訪了美國羅格斯大學海洋和沿海科學研究所教授Jennifer Francis,她從1994年就開始研究北極氣候變化及其與全球氣候的聯繫。

【下面是採訪內容的編輯記錄。】

北極圈氣候的記錄數據有多麼不尋常？

記錄是令人震驚的,因為有那麼多不尋常之處。發生在北極地區的變暖——「北極的放大效應」，是我們見過的程度最大的。我們還看到了最薄的海冰厚度、大氣中最多的水蒸氣量。這通常不會成為頭條新聞,但它應該上頭條。海冰不斷融化，暴露出更大面積的洋面，因此產生更大量的水蒸氣。而更多的水蒸氣由噴流（jet steam）的大幅波動向北輸送。這很重要,因為水蒸氣是一種像二氧化碳和甲烷一樣的溫室氣體。它釋放熱量到大氣中。水蒸氣也會凝結成液滴，形成雲，這需要釋放更多的熱量。水蒸氣是北極「放大效應」中的一個重要部分——一個北極變暖速度比其他任何地方都要快的重要原因。

額外的水蒸氣是否有助於某種反饋環路條件——傾向於自我滿足？

我們開始這麼認為。它直接作為反饋的一部分，因為更多的海冰損失導致更多的蒸發，這會捕獲更多的熱量，這會融化更多的冰——一個惡性循環。但另一個可能出現的惡性循環是，當北極非常溫暖時，我們認為這導致噴流採取波浪路徑——大規模的北向波動和南向下沉。 當噴流這樣做時，它將更多的熱量和水分傳輸到北極，這使北極升溫，這使得噴流波動更甚——另一個與海冰消失相關的惡性循環。在聖誕節期間，北極在零度以上——這是瘋狂的——而這與噴流的大波動有關。

最近，科學家開始更加直接地將氣候變化模式與極端天氣事件聯繫起來，過去他們通常不願意這樣做。這種鏈接是否變得更加清晰了？

首先，全球變暖加劇了熱浪。世界上更多的水蒸氣是與大氣變暖相關的——我們現在大氣中的水蒸氣比20世紀50年代時多大約7％，這直接關係到強降水事件的增加。乾旱也與大氣變暖直接相關。

北極的「放大效應」（北極溫度比中緯度溫度上升得更快），可能是最有爭議的因素。 我們認為正在發生的是，放大效應支持了這些噴流中的波動模式。當波動變大時，我們將在中緯度看到非常持久的天氣模式。 波動往往移動得非常緩慢，並且波動創造了我們所經歷的天氣。波動的不同部分往往傾向於不同的極端天氣模式（大暴風雨、極乾燥、極暖或極冷）。 所以在你所處的附近一帶，氣象條件將徘徊更長的時間。

仍然很難解開加利福尼亞持續的乾旱情況——其中一部分是由於普遍的全球變暖與因北極變暖加快造成的更持久的噴流模式。但這就是正在研究的內容。

那麼，我們可以把加州的乾旱與北極氣候條件或噴流聯繫起來嗎？

這表明中緯度和熱帶地區氣候系統的自然波動可能正在由於北極變暖而加劇。舉個例子，一些研究使這一點非常清楚，太平洋的海面表面溫度模式傾向於將這些向北的波動或脊置於特定位置的噴流中。在過去幾年裡，這些模式傾向於在北美西海岸附近建立一個脊。這是一件自然的事情。除此之外，我們在北極的太平洋一側只有很少的海冰。在那個地區有很多暖空氣——阿拉斯加已有很多記錄的溫度和大量的雨水。我們認為發生的是，當有脊形成在北極變暖可以加強它的位置，這不僅能增強脊還能使之向更遠的北方。它在噴流中產生更大的波動。北美西部得到一個更強的脊，而更遠向北美東部則有更強的南向下沉。

這會如何加劇加利福尼亞的乾旱呢？它會造成雨水北移么嗎？

脊帶來的是乾燥、晴朗的天氣。這是所謂的不可思議的彈性脊——它已經在恰當的地方使加利福尼亞很乾燥，而把暴風雨送到了西雅圖、太平洋西北地區和阿拉斯加。

我們能否將其他極端天氣歸因於北極，例如西伯利亞過多的降雪和寒冷？

北極20~30度的異常升溫與西伯利亞20~30度的異常降溫相匹配。這種機制已被非常詳細地記錄。溫暖的北極，特別是斯堪的納維亞半島北部地區——巴倫支海和喀拉海，是海冰消失最多的地方之一。今年一直持續低。這使噴流向北膨脹，造成了向東部的下沉，將更多的北極空氣下降到西伯利亞，並且還導致了提前的降雪。降雪使土地隔熱，使天氣更冷。降雪更早，則降雪更多，天氣越來越冷，而寒冷有助於引導噴流的南向下沉，這是一個惡性循環。

那麼極地渦旋呢？據說最近更曲折了？

在過去一年半的幾個趨勢表明，當噴流在冬季波動，且北極很溫暖，我們將看到平流層（或極地）渦旋變得不太圓了——更曲折，甚至分裂成兩個。這在過去幾年發生了很多次。當極地渦旋分裂後，它將影響冬季的噴流。這個系統似乎有一個長期的記憶，從北極秋季的低海冰和升溫開始，然後這個渦旋持續到2月甚至3月。

這其中與路易斯安那州的2016年大洪水有什麼聯繫嗎？

洪水風暴系統非常緩慢，但我們以前見過。這與北極的聯繫是脆弱的

科學家以前不願將具體的天氣事件歸因於氣候變化。 這正在改變嗎？

我認為最初的不情願是，這是一個新的假設。我認為，一些研究熱帶的人們維護著「熱帶地區控制著世界各地的天氣模式」這一觀點。那麼，一個初來乍到的人說，「哦，這不只是熱帶的影響作用，還有北極！」有一些人不願意接受，在世界頂部的這個地區可以像噴流一樣影響巨大。但自2012年以來，已經有許多研究支持了這一想法。他們還發現，它是複雜的——不同的機制發生在不同的季節、在不同的地方——但它開始變得更清晰。現在已經有足夠的研究使這個假設過渡為理論。

是否可以說，變化的北極行為符合科學家的期望？

一些事件並不符合10年前甚至5年前的預期，但他們確實符合這個與北極及噴流有關的新假說。有一個明確的跡象表明，ENSO（厄爾尼諾-南方濤動，或厄爾尼諾/拉尼娜周期）不是城市唯一的「遊戲」。

北極記錄是否比預期更早發生？北極記錄是否早於預期？

它似乎比大多數人期望的展開得更快。海冰確實消失得比我們預期的要快。即使5年前，大多數模型預測：我們可能將在本世紀末看到北極一個夏天沒有海冰。而現在的估計顯示可能在2030年或2040年甚至是不太遙遠的未來就會發生。過去一年裡北極打破的所有記錄似乎表明事情比預測發展得更快。這在整個地球的氣候系統中都在發生。

文章摘錄《scienfic american》（編譯：張冉）