南极海冰达到创纪录的水平了吗?

Question

每次我读到一篇关于南极冰层范围的新闻文章，我似乎都没有一个明确的答案。如果我从国家冰雪数据中心(NSIDC)查看2月份的海冰范围，我没有看到任何趋势:．

如果我看一下NSIDC 9月份的数据，我就会得到明显的增长。．NSIDC甚至会告诉你趋势是什么。

Monthly 1979年至2014年的南极9月冰范围显示，与1981年至2010年的平均水平相比，每十年增加1.3%。

最后，如果我看一下每月的数值，就更棘手了:

我能看出的是，最小程度似乎没有变化，而最大程度却有所增加。如果我使用所有的数据来分析趋势，我想知道是否会提取出任何重要的趋势。

我不想制造任何争议，因为我意识到南极的增加(每十年增加约10万平方公里)远远小于北极的损失(每十年减少约50万平方公里)(国家冰雪数据中心）.

我的问题是:考虑到覆盖范围的变化程度，南极海冰范围是否可以被认为是“创纪录的水平”?如果是的话，对这种增长的原因有什么共识?

Answer 1

在南极海冰趋势的观测和模拟的基础上进行了一些研究。一个主要的观察结果是，自从1978年底开始连续的卫星覆盖以来(3.)，南极海冰面积逐年增加(1)(2)(3)(4)，达到北极海冰损失的28%(1)。

关键的是，根据Simmonds(2015)(1)(和Fan et al. 2014(3))，尽管存在年际、年代际和多年代际变化，但自1978年底以来，海冰范围在所有季节都存在统计学上显著的增加趋势(如下图所示)。

标题(摘自国家冰雪数据中心)：1979-2012年北极和南极海冰范围异常:1979-2012年，北极海冰范围大幅下降，但南极海冰略有增加，尽管南极一些地区的海冰范围出现了大幅下降的趋势。粗线表示12个月的运行情况，细线表示每月的异常情况。

从本质上讲，海冰范围的年度趋势处于创纪录的水平自从有记录以来连续卫星覆盖(从1978年底开始)。

至于为什么会出现这种趋势，存在相当大的不确定性(1)(2)(3)(4)，特别是在协调模拟海冰与观测到的范围(1)。Simmonds(2015)(1)认为这可能只是北极和南极之间不同动态的结果——即一个模型不适合两个冰盖。

Fan et al(2014)(3)记录的观测结果表明，自1979年以来，除南极半岛和周边海域外，南极周边海域的海表温度(SST)和地表空气温度一直在下降。趋势表明，在南方夏季(12 - 2月)，海温下降0.6°C，对应同期海冰范围增加9%的趋势，Simmonds(2015)(1)也指出这是海冰范围的最大趋势。在南半球夏季和全年平均，西风增强，经向海平面气压梯度增强。

Fan等人(2014)(3)认为，有证据表明该地区发生了数十年的气候变化机制——考虑到海冰范围的观测时间仅为~35年，这是合理的。

文献中提出了几种理论，以下是其中的一些:

• Fan et al.(2014)(3)描述了一个较早的观点，即温室气体的增加和臭氧消耗可能导致西风的增加，这些因素之间的相互作用存在相当大的不确定性(4)。

• Holland等人(2014)(4)的模型表明，南极全冰厚度和导致整体海冰趋势的面积趋势之间存在联系。

• 与上述模型相关，几篇论文认为，这一机制与来自南极大陆本身的融水通量增加有关(2)(3)。据模拟，融水通量在南部夏季有所增加，向南大洋周围的表层沉积了更多的冷淡水，导致南部夏季海温较冷，可能导致夏季海冰范围趋势的增加。

• 然而,最重要的一点， Holland等人(2014)(4)指出，海冰的淡水“提取”只占实际淡水融水通量的一小部分。相反，他们基于南极冰层厚度和面积的趋势建立了驱动因素模型，而不是淡水通量。

这意味着海冰的增加并不是大陆冰盖融化的“平衡”，相反，根据模型，海冰范围的增加似乎是大陆冰盖融化的症状。

参考文献

(1) Simmonds 2015比较和对比了1979年至2013年35年间北极和南极海冰的行为冰川学年鉴

(2) Bitanja等，2015南极冰架淡水增加对南极海冰未来趋势的影响冰川学年鉴

(3)范等。20141950年以来南大洋表面气候变化背景下的近期南极海冰趋势地球物理研究快报

(4) Holland et al. 2014南极海冰厚度的模拟趋势，气候杂志（全文在此）

Answer 2

在我对同一时期(1979-2015年)海冰范围的调查中，我发现9月份南极分散海冰的明显正趋势是反常的，可能是假的，原因有两个:(1)集中海冰范围和海冰分散程度没有趋势，(2)OLS趋势线的残差显示出可能违反OLS假设的模式。请参阅http://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=2598152