美國科學家近期在學術期刊《氣候》上發表的一項研究成果表明，北冰洋很可能在2034年迎來第一個“無冰之夏”。

北極海冰并非一成不變，一年中會動態變化：夏季持續融化，在9月前后達到最小面積;冬季持續結凍，在3月前后達到最大面積。近幾十年來，由于北極地區氣溫持續升高，海冰在夏季的面積隨之持續減少。

科學家們通過不同技術手段的觀測和研究都支持了上述結論。以海冰年齡為例，1988年25%左右的北極海冰持續凍結4年以上，2013年這個比例降到了7%。在過去60年里，北極海冰的厚度也在變薄。通過衛星觀測，1979年至2000年，北極夏季最小海冰范圍平均為670萬平方千米。進入21世紀以來，這一數值在2012年達到最低，只有近334萬平方千米，又減少了一半左右。

北極海冰減少，直接影響到生存在海冰上下的各種生物。北極熊的主要食物來源之一是在北極海冰上換氣或休息的海豹，而北極熊在水下的活動能力遠遠不及海豹。因此，海冰減少嚴重影響到北極熊的捕獵成功率，導致其種群近幾十年來銳減。此外，海冰的融化雖然對海水體積的影響要小于陸上冰蓋的融化，但卻直接影響著海冰區域的海水鹽度。這種鹽度的顯著降低會改變一些浮游生物的生存狀態，進而破壞整個海洋食物鏈網。

北極海冰減少，還會反過來影響全球氣候。由于液態水比冰的熱容量更大，北冰洋一旦在夏天失去海冰的覆蓋，就會吸收并存儲更多的熱量，從洋流和大氣循環等多個方面擾亂現有的氣候狀態。

北極上空極低溫的氣團被一圈極地高速環流圍繞著，不會輕易擴散。有研究發現，海冰的消失會削弱這圈極地高速環流，導致北極的低溫氣團向低緯度地區擴散。近些年來，北美和歐洲冬天不斷出現極端嚴寒天氣，實際上是全球變暖的結果。

北極海冰減少，也有有利的一面。比如在航運方面，北冰洋航線成為可能，將大大縮短從太平洋沿岸前往西歐和北歐的航海距離。然而，由此帶來的經濟效益遠不能抵消海冰融化相關氣象災害所造成的經濟損失。

北極海冰減少，也與地球傾角等因素有關。由于地球的自轉軸曾比現在更為傾斜，導致極地接受熱輻射更多，北極很可能在1萬年前就出現過無冰之夏。然而，地質學因素的改變都是極其緩慢的，至少以萬年為單位，因而從這一角度無法解釋當下海冰面積的急劇變化。

根據計算機模型模擬計算，北冰洋出現無冰之夏的時間點可能在2030年至2040年之間，2034年只是可能性最大的年份。由于氣候是非線性系統，對模型的建立方式和條件設定非常敏感，科學家們一般都比較謹慎保守。從以往實際發展來看，一般都會比預測提早到來。

人類的碳排放是過去200年來影響氣候變化的最主要因素。如果人類不在減少碳排放方面做出實質性改變，全球平均氣溫在本世紀末將上升1.5攝氏度以上。在沒有跨越式科技發展的前提之下，這一溫度上升幅度將帶來不可逆轉的影響。北冰洋的無冰之夏或許只是一個開始。

(作者為北京航空航天大學醫學科學與工程學院教授)

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