近日，中國科學院西北生態環境資源研究院冰凍圈科學與凍土工程全國重點實驗室極地研究團隊聯合北京師范大學和中國科學院大學研究發現，全球升溫2°C將導致北極陸地夏季降雨量增加約17%，其中16%的增幅可直接歸因于海冰減少。尤其在西伯利亞北部和北美北極沿岸等關鍵區域的降雨響應最為顯著。相關論文發表于《地球物理研究通訊》。
隨著全球氣候變暖的持續加劇，北極地區作為受影響最顯著的區域之一，其增溫速率已達到全球平均水平的四倍以上。北極海冰，全球16個氣候“臨界點”之一，正經歷著快速退縮。海冰的融化不僅削弱了反射太陽輻射的“白色冷帽”效應，還暴露出吸熱能力更強的深色海面，推動了北極水循環格局從“雪為主”向“雨主導”的轉變。這一變化對北極冰川退縮、凍土融化、徑流過程和生態系統平衡將產生顯著影響，并對全球海平面上升和極端氣候事件產生多米諾骨牌效應。
“液態降雨會進一步加速地表冰凍圈萎縮，不僅迫使北極熊、馴鹿等依賴海冰和積雪覓食或庇護的動物面臨生存危機，更會通過改變土壤的熱狀況，加劇凍土融化，進而釋放封存其中的溫室氣體，形成推動全球變暖的又一重反饋循環。”西北研究院副研究員楊佼說。
據了解，研究團隊通過創新性地結合極地放大模式比較計劃（PAMIP）和耦合模式比較計劃（CMIP）的大樣本集合模擬，通過分離“全強迫”與“僅海冰強迫”的氣候響應，成功實現了對海冰消融影響北極陸地降水的精準歸因。
“我們成功分離出了海冰消退在北極降雨增加中的獨立影響，”北京師范大學教授效存德解釋說，“這就像在復雜的氣候交響樂中，識別出了海冰這把‘獨奏樂器’的獨特音色。”
研究團隊還發現了一個清晰的地理格局：北極海岸線正成為降雨增加的前沿陣地。在西伯利亞和北美北極沿岸，海冰消退對降雨增加的貢獻率甚至超過了30%，形成了兩條明顯的“降雨增強帶”。
“這不僅僅是‘哪里變暖，哪里就多雨’的簡單故事，”楊佼形象地描述，“海冰消退就像在北極海岸線安裝了無數個‘暖氣片’，這些暴露的海水持續向大氣釋放熱量和水汽，直接改變了降水的形態。”
研究進一步剖析了背后的物理機制：海冰消退導致的降雨增加中，近七成源自于海冰融化導致的“變暖效應”，即更高的氣溫讓本該是雪花的降水變成了降雨。另外三成則是由于開闊水域的蒸發使得空氣中的水汽變多，導致總降水增加。
這種降水的相態轉變具有深遠影響。中國科學院大學教授竇挺峰補充道：“當雨水接觸到冰雪表面，會顯著加速融化過程。這就形成了一個自我強化的循環：海冰消融→更多降雨→進一步消融。”
楊佼強調說：“該研究的成果不僅深化了我們對北極暖濕化過程的理解，更構建了“海冰-降雨”的定量關系模型，為提升北極極端天氣氣候事件的預測能力提供了有力工具。”
例如，通過精確預測未來海冰覆蓋范圍，可以依據該模型更準確地評估沿岸地區夏季降雨量級和極端降雨事件的風險，從而為北極航道的運營安全、基礎設施建設及環境保護提供科學依據。（來源：中國科學報 葉滿山）
相關論文信息：https://doi.org/10.1029/2025GL118052
全強迫（a）和僅海冰消融強迫（b）下的北極陸地夏季降雨量的多模式平均響應，（c）海冰消融對降雨變化的貢獻率。西北院供圖。