2025届高考地理二轮专题复习 地理中的68种效应之9 北极放大效应.docx

地理中的68种效应之9北极放大效应

北极放大效应

（1）什么是北极放大效应

通常，全球气温变化在高纬度地区比在低纬度地区更显著，这被称为极地温度放大效应。

北极地区是全球变化响应最敏感的区域，北极地区地表气温的增暖速度是全球平均的2-3倍，称之为北极放大效应（ArcticAmplification）。过去30年来北极气温异常值越来越大，到2019年已经升温达3摄氏度以上。为什么北极升温速度比其他地方快？

全球气候变暖并不代表着每个地区的变暖增速相同。事实上，全球气温上升速度呈不对称性和极端性。白色的海冰本来能够反射光线和热量，但在全球变暖的背景下，当冰层融化，深色的海洋水体便会吸收更多的热量，融化更多的海冰。北极温度的升高，还会使大气环流从低纬度地区带来的热量进入北极区域，使该区域温度持续升高。

①海冰—反射率正反馈

我们都知道，白色冰雪对于太阳辐射是具有反射作用的。全球气候变暖，北极地区海冰消融变成开阔水面，海冰的反射作用消失，而海水吸收和储存了更多的太阳辐射，海水对近地面的加热作用随之增强，导致近地面升温。更暖的气温使得海冰进一步减少，从而形成了海冰—反照率正反馈，加速了北极的升温速度。

图14海冰消融对太阳辐射反射率的影响

②大气温度反馈：不同地区的热辐射强度因温度和吸收能量等而有差异

根据普朗克定律可知，在同等的外部辐射强迫下，绝对温度越高，为达到向外辐射能量平衡所需要的温度调整便越小，反之亦然。比如在30°C时，为平衡1W/m2的辐射强迫气温需要升高0.16°C，而在-30°C时，为平衡同样能量所需的增温则达到0.31°C。由于北极地区的绝对温度明显低于中低纬地区，在同等辐射强迫下，北极地区需要更高的增温来达到新平衡。所以这也会造成北极地区升温比其他地区快。此外，由于北极地区的增温主要在大气的低层，而热带地区主要在中高层，因此大气增温对于北极地表温度升高影响更显著。

③云和水汽反馈：大量水汽入侵后对北极气温快速升高。

众所周知，水汽是一种重要的温室气体，能够吸收大气中的太阳长波辐射并储存热量，增强大气的保温作用。随着全球气候变暖，北极地区大范围海水蒸发，大气中水汽容量增多，对应的云量也会增多，大气的保温作用增强，造成北极地区升温。大量研究表明，云和水汽的增多是近年来北极海冰减少和北极增温的重要原因。

④除以上三点原因外，大气环流和洋流也能将低纬度的水汽和热量输送到北极。

图15北极放大效应

针对这一独特现象，气象学者提出了许多关于北极放大效应的物理机制，主要分为四类：

一、温室气体增加导致全球气温升高，北极海冰融化后海水吸收了更多的太阳辐射，进而导致海冰进一步减少，从而造成北极气温的进一步升高，形成了恶性循环；

二、北极云量和水汽的增加导致更多的长波辐射被反射回地面；

三、中纬度波动向北极输送更多的热量和水汽（一种温室气体）；

四、海洋变暖后向极地输送更多热量，导致海冰融化；

虽然以上机制可以在一定程度上解释北极变暖，但北极变暖的速度还是超出了预期，说明北极变暖还有许多未解之谜，有待于科学家进一步揭秘。

近年来随着温室气体增加，北极气温迅速升高，比全球其他纬度的增温都要快，这使得北极和中低纬度间的温度梯度减小，大气的正压性增强，有利于极端天气气候事件的发生，在这种背景下北极和邻近区域出现极端天气气候事件，尤其是高温事件的概率也会越来越大。

同样，北极变化与中纬度天气气候的联系也存在争议，气象学者正在对它们在何种时间尺度，哪些区域，以何种方式存在联系进行着激烈的争论。

（2）北极升温和海冰较少影响

首先，北极陆地和海洋生态系统发生变化。在陆地上，积雪快速融化，植被覆盖增加，树线北移；在海洋里，温度和光照的增加促进了浮游植物的生长，鱼类等随之北上，渔业资源也北移。极地是全球生态安全的屏障，作为地球上的生态脆弱带，这些变化可能给寒冷生态系统的微妙平衡带来重大破坏。

因为北极的海冰不断融化，北极熊不得不跋涉更远的距离寻找食物。至少从本世纪初开始，这个距离已经超过了北极熊体力所能支撑的范围，它们最终的结局，是溺死在海中，或者饿死在无冰的环境里。

北极海冰的不断融化，会使得高纬度地区的苔原提前变绿，而且会导致虫卵早熟，使迁徙的鸟类错过觅食时间，最终造成面临溺亡的结局。

其次，二氧化碳等温室气体的循环过程发生极大改变。北极是目前地球上碳源汇格局变化最剧烈的地区。

碳源和碳汇分别指二氧化碳的释放源和吸收体。一方面，地表大量营养盐物质在冰层融化后被冲刷入海，开阔海域面积和持续时间增加，都有利于海洋植物的生长，加强了碳从海洋表层向深层的转移和埋藏，这一将碳“抽”入海底的过程也被形象地称为“海洋生物泵”；另一方面，冻土层加速融化加剧了土壤中甲烷和二氧化碳的释放，海域的扩张也加大了浮游生物对二甲基硫等温室气体的排放。可见，碳源和