为什么北极变暖的速度比世界其他地区都快？

人类文明和农业最早出现在12000年前的全新世早期，我们的祖先得益于这段时期非常稳定的气候，因为在19世纪工业革命开始之前，大气中的二氧化碳含量一直保持在280ppm左右。在19世纪以前，大气层顶部能量（辐射）的输入和输出之间的平衡（温室效应）维持了全球平均温度好几个世纪。只有太阳输出的微小变化和偶尔的火山爆发才导致了相对的升温和降温。例如，小冰河时期是1300年至1870年间的一个较冷时期。

今天，由于化石燃料的燃烧、工业过程、热带森林的破坏、垃圾填埋场和农业，大气中二氧化碳含量接近420ppm，所有温室气体都在迅速上升。从1900年开始，全球平均气温上升了1摄氏度多。这个数字似乎很小，但北极地区已经变暖了大约2℃ ，比其他地方快一倍。这种两极和热带之间的变暖差异被称为北极（或极地）“放大” （amplification）。当地球的净辐射平衡发生变化时，就会导致两极附近的温度变化大于全球平均水平，通常以极地变暖与热带变暖的比率来衡量。

那么，气候变化和相关的全球变暖是如何推动北极“放大“的呢？这种放大主要是由融化的冰造成的，这一过程在北极以每10年13%的速度增加。与陆地或海洋表面相比，冰的反射性更强，对阳光的吸收也更少。当冰融化时，它通常会暴露出陆地或海洋中较暗的区域，这会导致太阳光吸收增加和相关的变暖。北极的极地放大作用比南极洲强得多。这种差异是因为北极是一个被海冰覆盖的海洋，而南极洲是一个被永久性冰雪覆盖的高地。

事实上，尽管大气中温室气体的浓度在稳步上升，但南极大陆在过去70年中并没有变暖。南极洲半岛是个例外，它向北伸入南大洋，在20世纪后半叶，它的变暖速度比南半球任何其他陆地环境都快。卫星数据还显示，2002年至2020年间，南极洲平均每年损失1490亿公吨的冰，部分原因是该大陆周围的海洋正在变暖。

北极扩张最显著的影响之一是北半球由西向东的急流减弱。由于北极变暖的速度比热带快，这导致大气压力梯度变弱，因此风速降低。北极变暖的速度比地球上其他地方快得多，而反射冰的减少贡献了地球30-50%的全球变暖。冰的迅速消失影响了极地急流，这是高层大气中空气的一个集中通道，它推动了整个北半球的天气模式。减弱的急流蜿蜒并将极涡带到更远的南方，导致北美、欧洲和亚洲出现极端天气事件。

最近南半球西风带的加剧和偏北位置与大陆干旱和野火有关，包括澳大利亚的干旱和野火。我们还可以预期，加强西风将影响南大洋的混合，这可能降低其吸收二氧化碳的能力，并加强环绕南极西部冰盖的冰架的海洋驱动融化。这些变化反过来对全球海洋环流和海平面上升产生深远影响。