近几年，南北极多次发生异常天气气候事件，并对当地和全球生态产生了重大影响。8月3日，中国气象局发布《极地气候变化年报（2022年）》，提供气温、极端天气气候事件、海冰、温室气体、臭氧总量等多方面的极地长期变化评估和最新观测结果，以期科学客观地反映极地气候变化的基本事实。本版梳理其中重点内容为读者呈现。
极地呈现快速增温趋势
南极气温变化
2022年南极年均气温为-12.1℃，较常年（1991—2020年平均值）偏高1.0℃。其中南半球夏季（12—2月）、秋季（3—5月）、冬季（6—8月）和春季（9—11月）平均气温分别为-4.2℃、-14.0 ℃、-17.4℃和-12.7℃，四个季节较常年均偏高。2022年南极近地面平均气温比常年值略偏低0.05 ℃，陆地大部分地区均偏暖，且增温幅度最大地区位于南极半岛；罗斯海地区出现较强异常降温，抵消了南极陆地的异常增温，导致南极整体气温变化不大。
南极整体气温在南半球夏季呈显著上升趋势，增温幅度为每十年0.15℃；而在秋季、冬季和春季呈现下降趋势，降温幅度分别为每十年0.09℃、0.37℃和0.06℃。
分区域来看，南极气温增暖主要发生在西南极地区，其中南极半岛是全球气温增暖最为剧烈的地区之一。
总体而言，即便在全球变暖背景下，2022年南极气温相较于气候平均变化不大。但这并不意味可以忽视南极地区的气候变化。事实上，南极部分地区对气候变化极为敏感，西南极仍是南极主要增暖地区，南极半岛仍以远超全球平均的速度增暖。此外，东南极冰穹东方站近十年的异常偏暖使其表现出增暖趋势，需进一步关注其未来变化。
北极气温变化
2022年北极大部分站偏暖，年平均气温较常年平均值偏高0.5℃，北冰洋地区的增温远大于陆地地区，包括北冰洋在内，北极近地面平均气温比多年平均值（1991—2020年平均值）偏高1.10℃，远大于基于站点数据计算的增温幅度。从季节分布来看，北极2022年的变暖幅度在秋、冬季节最强，异常值分别为1.37℃和1.2℃；春、夏季季节分别为0.91℃和0.40℃。
2022年北极地区增暖最为剧烈的地区位于巴伦支—喀拉海，增暖幅度达2℃以上。北极近地面年平均气温在1979—2022年期间呈现快速上升趋势，升温速率为每十年0.67℃，是全球升温速率的3.7倍，表明北极对全球变暖的强敏感性。此外，北极快速增暖可见于不同季节，增温速率在秋、冬季节较强，分别为每十年0.881℃和0.70℃，而在夏季增温幅度最小，仅为每十年0.33℃。
两极地区极端天气事件呈频发强发趋势
南极极端天气事件频发
近年来，南极极端天气事件频发，屡次创新纪录。2020年2月6日，南极半岛埃斯佩兰萨考察站观测到18.3℃的极端高温，创整个南极有观测以来最高纪录。2022年3月14日起，东南极西部至中部地区快速升温，位于南极内陆的康科迪亚站在4日内升高49℃，于3月18日达到-12.2℃。康科迪亚站、东方站和昆仑站在3月18日平均地表气温相比其多年平均值（1981—2010年）分别高出44.5℃、39℃和26.2℃，其增温幅度和地表气温异常均创南极有观测以来的最高纪录。2022年南极爆发性增温与罗斯海地区阻塞高压异常活跃紧密相关，罗斯海阻塞高压的侵入引发南极内陆极端强风，扰动逆温结构，导致冰盖近地面能量快速交换。同时，阻塞高压输送的暖湿气流遇冷产生降水，释放大量潜热，加剧气温升高，造成此次爆发性增温事件。
北极极端暖事件强发频发
北极极端暖事件呈现出强发和频发态势，同时格陵兰冰盖发生数次极端冰川消融事件。2012年夏季，格陵兰岛异常增暖导致96%的冰盖表面发生消融；2019年夏季，格陵兰岛再次发生极端暖事件，大约90%的冰盖表面发生消融；2020年5—6月，西伯利亚地区出现创历史纪录的持续性极端高温，导致北半球乃至全球有记录以来最暖的5月。同时，该区域异常高温增加了山火和冻土融化发生频次，对当地环境造成直接破坏。
2021年8月14日，格陵兰岛冰盖中央最高点（Summit站）观测到有记录以来的首次降雨，同时气温在冰点以上持续了约9个小时，这是继2012年和2019年夏季之后，格陵兰岛中央区第三次出现气温超过0℃现象。这次伴随降雨过程的暖事件造成格陵兰冰盖表面发生极端消融，自有卫星记录以来消融量第二次超过800万平方公里，8月下旬冰川河流流量创下2006年以来的最高纪录。此次极端高温和降雨事件受平流层极涡和格陵兰阻塞高压共同影响。2022年7月，北极圈内再次出现罕见高温，温度一度升至32.5℃，格陵兰冰盖加速融化，7月15日至17日，格陵兰冰盖每日损失的质量多达60亿吨；同时高温热浪席卷全球，欧美以及亚洲多国遭遇持续高温天气。
海冰呈总体偏少变化趋势
南北极海冰是全球气候系统的核心环节之一，海冰变化则是最受关注的气候变化现象之一。过去几十年，北极海冰的快速消融是全球最显著的气候变化现象之一。与北极相反，过去几十年南极海冰多数时间在增长，但近几年海冰减少速度创下纪录，南极海冰的异常变化特征及其影响正在受到更多关注。
南极海冰范围年均1165万平方公里，月均海冰范围最小纪录为216万平方公里（2022年2月），最大纪录为1976万平方公里(2014年9月）。北极海冰范围年均1137万平方公里，月均最小纪录为357万平方公里（2012年9月），最大纪录为1634万平方公里(1979年3月）。南北极年均海冰范围接近，但极值和波动区间有明显差异，这与北冰洋和南大洋的地理条件有关。
南极海冰范围缓慢增大后快速减小 波动变率增大
南极海冰具有显著的季节变化和年际变化特征。由于南北半球季节相反，每年4月至9月前后是南极海冰的结冰期，10月至下一年3月为融冰期，全年最低点通常出现在2月底或3月初。
从1970年代末以来的变化看，南极海冰范围经历了长期缓慢增大后快速减小的演变过程，前期增长趋势显著，但幅度较小并且时间较长，在2014年底达到峰值后快速减小。与此相对应，南极海冰范围的波动变率也在增大，2000—2014年间南极海冰范围的增长速度几乎是1979—1999年间的5倍，2014年见顶后南极海冰范围在3年内就快速减少到低于长期均值近百万平方公里的历史新低。
南极海冰范围年最小值在2017年和2022年分别创下新低值，分别是211万平方公里和192万平方公里。
北极海冰范围整体呈减小趋势
北极是影响气候变化的关键区域，也是气候变化最敏感的因素之一。北极海冰具有显著的季节变化特征，冬季海冰最多，夏季海冰最少，其中鄂霍次克海和白令海夏季均处于无冰状态。北极海冰的年代际和年际变化特征也非常显著。就北极海冰整体而言，自1970年代末开始，北极夏季海冰总量不断减少。
北极海冰范围具有显著的季节变化特征，夏季（6—8月）和秋季（9—11月）分别是北极的融冰季和结冰季，海冰覆盖率较低；而春季（3—5月）和冬季（12—2月）的海冰覆盖率则相对较高。夏秋季海冰年际变率较冬春季大。2022年北极海冰总体偏少，夏秋季比2007年海冰范围略大，冬春季与2007年海冰范围相当。
2022年北极海冰覆盖范围在9月达到最低值
自1970年代末开始，北极海冰变化的主要特征表现为持续几个月时间的海冰损失，然后紧跟几个月的海冰增长，但这种增长并未使海冰恢复到之前水平，从而导致北极海冰范围整体呈减小趋势。2000年之后这种减少趋势更加显著。
2022年夏季北极海冰密集度减少主要发生在常年被冰覆盖的波弗特海、楚科奇海、东西伯利亚海、拉普捷夫海和喀拉海；冬季海冰密集度减少则主要发生在更南边的巴伦支海、鄂霍次克海、格陵兰海和巴芬湾。
海冰极端变化事件屡次发生
南极：2022年2月25日，南极海冰范围创历史最低纪录。此次南极海冰范围极小事件的主要原因为：海冰开始融化的时间偏早，融冰季节时间相应增加，增大了海冰范围创下新低的概率；另外全球海洋在2021年达到创纪录高温，南大洋次表层海温偏高，有利于冰层变薄，从而更易于海冰破裂和融化；同期南极大陆近地面气压偏低，阿蒙森海低压在2022年大部分时间都持续偏强，低压东侧的北风暖平流有利于海冰融化并限制海冰膨胀，西侧的南风则有利于海冰扩散，进而将海冰推向温暖的南大洋加速融化。
北极：北极海冰范围在2012年9月17日达到自1979年以来的历史极小值，2022年夏季北极海冰范围仍持续呈现低值状态。大量研究指出，2012年9月的海冰范围极小事件，不仅归因于全球变暖背景下极其脆弱的薄海冰，还与8月活动在极地边缘冰附近的强风暴气旋有着密切关系。2007年9月的海冰极小事件主要与海冰变薄以及夏季北冰洋上空反气旋环流异常导致的大气温度增加、相对湿度降低、云量减少、向下短波辐射增加有关。此外，海冰范围极小事件当年，控制春季海冰增长和衰减的大气状态也是导致后期夏秋季海冰范围出现极小值的重要因子。
温室气体浓度逐年稳定上升
南北极二氧化碳和甲烷浓度逐年稳定上升
从1984年到2021年，南极大气中的二氧化碳浓度呈逐年稳定上升趋势，增长率为1.82ppm/年（1ppm为百万分之一），总体与全球趋势一致，平均浓度比全球平均值低2.45ppm。在2021年，南极大气中的二氧化碳年平均浓度达到了412.01ppm。同样，从1984年到2021年，南极大气甲烷浓度呈逐年稳定上升趋势，增长率为6.87ppb/年（1ppb为十亿分之一），总体与全球趋势一致，但平均浓度比全球平均值低60.97ppb。
从1984年到2021年，北极大气中二氧化碳浓度呈逐年稳定上升趋势，增长率为1.79ppm/年，总体与全球趋势一致，但年平均浓度略高于全球平均值1.77ppm。同样，从1984年到2021年，北极大气中甲烷浓度呈逐年稳定上升趋势，增长率为6.71 ppb/年，总体与全球趋势一致，但年平均浓度高于全球平均值78.29ppb。
南极臭氧洞面积整体缩减
南极上空臭氧总量在2022年9月初开始出现明显下降，直到11月下旬出现较大回升。2022年南极平均臭氧总量在9月底到12月初相较于历史水平异常偏低，这一特点与2021年类似。
2022年南极臭氧洞的面积比2021年略小，总体上延续了近年来的整体缩减趋势。尽管南极臭氧层有恢复的迹象，但2022年臭氧洞结束时间比过去40年中的大多数时间都要晚，它仍然是1979年以来第十二大的臭氧洞。随后，臭氧洞范围在10月和11月的大部分时间内缓慢缩小，直到11月下旬快速缩小。
2022年南极臭氧洞在10月5日达到单日最大面积
近年来，北极地区也出现冬春季极地涡旋长期驻存的现象，导致2011年和2020年春季北极大部分地区臭氧柱总量达到了创纪录的低值，北极中心地理位置上臭氧总量值已达到臭氧洞的阈值。
北极上空平流层臭氧含量通常在冬末和早春（12月至次年3月）显著减少，然而这些减少量通常为气候平均值的 20%~25%，远小于目前每年春季在南极上空观测到的减少量。2022年12月底到2023年3月，北极平均臭氧总量相较于历史水平异常偏高，这与2021—2022年的情况相反。
（作者：张艺博 责任编辑：徐嫩羽）
