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矛盾是这样的:随着北极海冰融化和极地大气变暖，限制北极冷空气的旋流风减弱，使其向南扩散。但是这个十年前流行起来的观点，长期以来一直面临着许多大气科学家的怀疑，他们认为提出的联系没有说服力，在气候模拟中也没有看到它的证据。
一股较弱的波状急流使北极的空气向南扩散到中纬度地区。 美国宇航局/戈达德太空飞行中心科学可视化工作室 
每当严冬袭击美国或欧洲时，记者们总喜欢说全球变暖可能是罪魁祸首。矛盾是这样的:随着北极海冰融化和极地大气变暖，限制北极冷空气的旋流风减弱，使其向南扩散。但是这个十年前流行起来的观点，长期以来一直面临着许多大气科学家的怀疑，他们认为提出的联系没有说服力，在气候模拟中也没有看到它的证据。
现在，对这一联系进行的最全面的建模研究已经带来了迄今为止最沉重的打击:即使在本世纪中叶预计将出现的大规模海冰消失之后，极地急流也只会减弱很小一部分——最多只有其自然波动的10%。埃克塞特大学(University of Exeter)的气候科学家、该研究的联合负责人詹姆斯·斯Screen说，在当今世界，冰雪消融对冬季天气的影响可以忽略不计。该研究上个月在欧洲地球科学联盟(European Geosciences Union)的年度会议上公布了研究结果。“如果说海冰的消失对某一特定的极端事件，甚至对过去20年都有影响，这是牵强的。”
2012年，在伍德维尔气候研究中心(Woodwell climate Research Center)工作的詹妮弗·弗朗西斯(Jennifer Francis)和麦迪逊威斯康辛大学(University of Wisconsin, Madison)的斯蒂芬·瓦鲁斯(Stephen Vavrus)的一篇论文中，有关北极海冰融化可能影响中纬度冬季天气的观点首次获得了支持。它始于一个简单的观察:北极变暖的速度几乎是世界其他地区的三倍。当时，海冰的流失被认为是这一放大效应的主要促进因素:当明亮的、反射性的冰被吸收阳光的深色水取代时，北极变暖，导致更多的冰流失，进而导致更多的升温。
弗朗西斯和瓦夫拉斯提出，变暖会使极地对流层的高度上升，极地对流层是大气的最低层，也是气候变化的所在地。这将减少驱动极地急流的极地和中纬度空气之间的气压差，而极地急流将气团分开，使冷空气保持在极地周围。喷气式飞机将变得更弱、更波浪，使冷空气侵入更远的南方。弗朗西斯和瓦夫拉斯在他们的论文中认为，这种趋势在天气记录中可见，并随着北极变暖和冰的流失而恶化。
弗朗西斯现在说，从那以后发生了很多变化。“和所有事物一样，当你深入研究它们时，它们会变得更加复杂。”最重要的是，她和其他人在20世纪80年代末到21世纪初的观察中发现的25年的趋势在又一个十年的观察之后减弱了。尽管海冰持续消融，但在欧亚大陆或北美几乎没有迹象表明冬天会更冷，更极端的寒冷，或更频繁的减弱或急流中的波浪。英国气象办公室的气候科学家Doug Smith说，新的计算机模型与观测结果相符。“这并不矛盾。”
在这项被称为极地放大模型相互比较项目(PAMIP)的长达数年的调查中，研究人员对十几种气候模型进行了100次试验。其中一套模型利用2000年的海洋温度和海冰范围，模拟了没有明显海冰流失的北极大气。另一种是保持海洋温度不变，但在全球变暖2摄氏度后，将冰层覆盖范围缩小到预计几十年后的程度，那时北极夏季将无冰。保持海洋不变应该突出海冰减少的影响(如果有的话)。
除了发现海冰减少对极地急流的微小影响外，模型也没有发现关于海冰减少的第二种影响的一致迹象:平流层极地涡旋更频繁地中断——第二组旋涡，高得多。这种破坏平均每两年发生一次，最终导致大气中较低的冷空气向南扩散，造成极端的冬季风暴，包括去年冬天席卷德克萨斯州的寒冷。
长期以来，大气与环境研究中心(Atmospheric and Environmental Research)的季节预报主管犹大·科恩(Judah Cohen)一直认为，西伯利亚积雪覆盖面积的增加和海冰的减少有利于将能量传播到平流层的天气模式，从而使高空破坏更加频繁。但是，加州大学欧文分校的气候科学家Yannick Peings说，虽然一些模型运行显示这种情况正在发生，但平均来说“没有明确的反应”。
科恩并不相信，他指出，这些模型也不切实际地预测了中纬度地区温暖的冬季天气，这让其他预测变得可疑。“显然缺了什么。”弗朗西斯说，PAMIP实验可能过于简单，因为“我们知道，北极的放大效应远不止海冰的减少。”卫星和气象气球显示，由于巨大的风暴使湿热的空气上升，热带地区的高空对流层正在迅速变暖。北极的风暴少得多，但许多科学家现在相信，所谓的大气河流定期将这种温暖的热带空气输送到北极——这是PAMIP忽略的机制。
包括Peings在内的几位PAMIP科学家在去年发表在《地球物理研究快报》上的一篇论文中试图解决这一缺陷。他们比较了只导致海冰融化的模型和热带空气使整个北极大气变暖的模型。这些模型显示了北极变暖的显著影响:到2060年，在西伯利亚的低纬度地区，气温下降了2摄氏度。“这让每个人都大开眼界，”弗朗西斯说。她说，这使得只关注海冰似乎“有点浪费时间”。加州大学欧文分校的气候科学家、这项研究的合著者古德龙·马格努斯多蒂尔(Gudrun Magnusdottir)对此表示赞同。“只强调一个领域和一点是危险的，”她说。
这场辩论远未结束。事实上，上个月发表在《地球物理研究杂志》(Journal of Geophysical Research)上的气象记录中的新证据表明，自上世纪50年代以来，急流实际上已经有了轻微的波动。真正的原因以及全球变暖的影响还有待观察。
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