南極海冰突然崩了：科學家終于搞懂這八年發生了什么

2015年之前，南極的海冰一直是個"異類"——當北極冰蓋在全球變暖中節節敗退時，它卻幾十年如一日地保持穩定，甚至偶爾還能擴張一點。但就在2015年，這個"異類"突然叛變了。海冰開始以驚人的速度消失，2023年創下歷史新低，2024年接近歷史低位，2025年和2026年初仍低于1981年至2010年的平均水平。一塊比西歐還大的冰，就這么沒了，而且至今沒有恢復的跡象。

這件事讓氣候科學家頭疼了將近十年。現在，他們終于搞清楚了這八年里到底發生了什么。5月8日發表在《科學進展》上的一項研究，把整個過程拆解成了三個階段，而一切的起點，是風。

第一階段：西風把深層暖水拱了上來

研究的第一作者、澳大利亞新南威爾士大學和英國南安普頓大學的物理海洋學家阿迪蒂亞·納拉亞南打了個比方：他們用的模型"有點像混血兒"——既吞下了衛星和海洋傳感器收集的真實觀測數據，又運行著類似氣候模型的數值計算。這種混合方法讓他們能夠重現2013年以來的實際變化。

模型顯示，2013年到2015年間，海冰其實還在擴張。但表面之下，一場叛亂正在醞釀。

南極周圍刮著強勁的西風帶，學名叫"南半球西風"。這些風把表層海水往北推，按照物理規律，深層海水就會涌上來填補空缺。問題在于，南極的深層海水不是冷的——它是暖的，而且咸。

這里需要解釋一下南極海洋的"千層餅"結構。表層是相對新鮮、寒冷的水，下面有一層叫"冬季水"的厚水帶，特別冷，像一床被子把深層暖水蓋在下面。但模型顯示，從2005年開始，這床被子就在變薄。德國亥姆霍茲極地與海洋研究中心阿爾弗雷德·韋格納研究所的研究人員今年3月發表的另一篇論文也證實了這一點。到2015年前后，西風一拱，深層暖水終于沖破屏障，接觸到表層。

納拉亞南說："系統正在以不同的方式運轉。顯然，有些東西變了。"

第二階段：冰少了，吸的熱就更多了

暖水上來之后，初始融化開始了。但這只是開始。

海冰有個關鍵功能：把陽光反射回太空。冰面越白，反射率越高，海洋吸收的熱量就越少。一旦冰開始融化，露出深色的海水，情況就急轉直下——海水吸收更多熱量，溫度上升，融化更多冰，露出更多海水……這是個經典的正反饋循環。

研究把2015年到2023年劃為第二階段。海冰逐年減少，反射的陽光越來越少，海洋吸收的熱量越來越多，融化速度遠超科學家最初的預期。2023年2月，海冰范圍創下歷史新低；同年7月，冬季峰值時，南極缺失的冰面積已經超過整個西歐。

第三階段：新常態，而且暫時回不去

2023年之后進入第三階段。研究指出，南極至今沒有恢復，2024年接近歷史低位，2025年和2026年初持續低于長期平均水平。

這不是簡單的"壞年景"。納拉亞南說的"系統正在以不同的方式運轉"，意思是南極海洋可能已經進入了一種新的狀態。冬季水層變薄不是臨時現象，西風帶的強化也有長期趨勢的背景。即使某一年風稍微弱一點，冰稍微多一點，整個系統的平衡點可能已經移動了。

為什么這事讓人困惑？

南極海冰的崩潰之所以被稱為"現代氣候記錄中最極端、最令人困惑的事件之一"，是因為它打破了太多預期。

首先，南極和北極完全不同。北極是被陸地包圍的海洋，海冰受周圍大陸氣候的直接影響。南極是被海洋包圍的大陸，海冰環繞著一塊巨大的冰蓋，海洋環流復雜得多。科學家早就知道不能簡單地把北極的經驗套用到南極，但也沒想到南極會以這種方式"補課"。

其次，南極海冰在2015年之前的穩定性給了人一種錯覺。從1979年有衛星記錄以來，南極海冰整體呈微弱上升趨勢，與北極的急劇下降形成鮮明對比。一些研究甚至探討過南極是否可能對全球變暖有"負反饋"作用——比如更暖的大氣帶來更多降雪，或者風場變化把冰推得更開。2015年的轉折證明，這些緩沖機制是有極限的。

第三，速度太快。從相對穩定到歷史新低，只用了八年。氣候系統通常被認為變化緩慢，但南極海冰顯示，關鍵閾值被突破后，轉變可以是突然的。

風的變化從哪來？

研究指出了西風帶的作用，但沒有深入探討這些風本身為什么變強。這是另一個復雜的故事。

南半球西風帶主要受兩個因素驅動：一個是熱帶和極地之間的溫度差，溫差越大，風越強；另一個是南極臭氧空洞，臭氧減少會改變高空大氣結構，進而影響地面風場。過去幾十年，臭氧空洞讓西風帶偏強；未來，隨著臭氧層恢復，這個因素可能減弱，但全球變暖本身又在擴大熱帶-極地溫差，可能加強西風。

哪個因素占主導，會隨時間變化。這意味著南極海冰的未來不是一條直線，而是在多個相互抵消或疊加的力量中波動。但2015-2023年的經歷表明，當幾個因素暫時同向作用時，系統可以滑向一個難以快速恢復的新狀態。

這和我們有什么關系？

最直接的影響是海平面——但這里有個常見的誤解。海冰融化本身不會直接抬高海平面，因為冰本來就浮在水里，根據阿基米德原理，融化前后排開的水量相同。但海冰減少會間接影響海平面，途徑至少有三條：

第一，海冰減少意味著南極冰蓋邊緣的"護堤"變弱。冰架是陸地冰蓋伸向海洋的部分，底部被海水托著，前面又被海冰擋著。海冰消失后，冰架更容易被海浪侵蝕、被暖水從底部融化，最終崩解。冰架崩解后，后面的陸地冰川會加速流向海洋，這才是真正抬高海平面的水。

第二，海冰減少改變了海洋吸收熱量的效率。南極周圍海域是全球海洋"翻轉環流"的關鍵部分，表層水變冷變咸后下沉，把熱量和二氧化碳帶入深海。這個泵的速度受海冰影響。海冰減少可能改變泵的效率，進而影響全球海洋熱量分布和大氣二氧化碳的吸收能力。

第三，海冰減少影響南極生態。海冰底部是藻類生長的平臺，藻類是磷蝦的食物，磷蝦又是企鵝、海豹、鯨魚的食物。海冰減少的時間、地點、持續時間，都會影響整個食物網的節奏。2022-2023年，南極帝企鵝繁殖地出現大規模繁殖失敗，就被認為與海冰提前破裂有關。

還有什么沒搞懂？

這項研究回答了"發生了什么"，但沒回答"接下來會怎樣"。

模型顯示2013-2023年的三個階段，但2023年之后系統是否進入穩定的新常態，還是仍在過渡中，目前不清楚。冬季水層變薄是從2005年開始的，但為什么偏偏在2015年觸發崩潰，是隨機波動還是必然閾值，也需要更多研究。

更根本的是，南極海冰對未來全球變暖的響應，會不會比氣候模型預測的更敏感？目前的全球氣候模型在模擬南極海冰方面表現不佳，多數模型低估了2015年后的損失速度。這項研究使用的"混血"方法——把觀測數據喂給模型來約束輸出——可能為改進預測提供了一條路，但距離可靠的長期預測還有距離。

納拉亞南說"有些東西變了"。這句話的潛臺詞是：我們可能正在見證一個氣候系統的狀態轉變，而從一種狀態轉到另一種狀態的過程，往往比維持任何一種狀態都更難預測。南極用了幾十年時間積累變化，用八年時間完成轉折，而我們要理解這個轉折的全部含義，可能也需要不止八年。

至于那塊比西歐還大的冰什么時候能長回來——或者還能不能長回來——科學家目前還沒法給答案。能確定的是，2015年之前那個"穩定"的南極，已經不在了。