【格陵兰：冰盖之泪】—关于近期格陵兰冰雪的剧烈融化
Q1：近日有不少关于格陵兰岛冰雪剧烈融化的新闻报道。其中内容是否属实？
A1：总体属实，但部分表述可能有误。
主要问题出在图1截图中的表述：“周四一天内，格陵兰近一半冰雪融化，共计约20亿吨。”
这里的表述显然问题。格陵兰冰盖的体积相当巨大，其中表面积约171万平方千米（数据来源：维基百科，但可能变化明显），而平均厚度约2100m，估测得到的总体积约280-350万立方千米。假定按冰密度0.9kg/m^3计算，冰盖质量也有2500-3200万亿吨。一半的冰雪显然不止20亿吨。另外，如果格陵兰冰盖融化了一半，海平面可以升高3.5m左右；如果再加上温度变化下的热膨胀效应，这个数值可能会再增大一倍。
（默默看了下仙林的海拔……如果真是这样，我快可以划船去实验室了！！！—来自突然神经的本菜灰的咆哮）
那问题出在哪里呢？根据格陵兰冰盖融化监测（图2），应该是冰盖大约一半地区的【表面】出现了融化现象，这并不等于该区域的冰雪已经全部融化。很难确定是原文表述有误还是翻译过程的锅。
不过，新闻其他内容基本属实。当前格陵兰地区的确出现了异常高温和冰盖的明显融化，出现表面融化区域的面积位列历史同期最大（图3）；尤其在6月上旬末至今，突发了一波急剧融化过程（图4），形势依然很严峻。
Q2:本次格陵兰冰盖异常融化的原因是什么？
A2：由于这次融化有很明显阶段性，但总体也偏剧烈，可以看出有很多不同时间尺度的因子都在作用，这里将逐一分析。
最典型的应该是天气尺度过程，对应6月上旬末以来持续时间短但强度最强的过程。从6月8日-14日的500hPa高度场异常与700hPa温度场异常合成（图5）可以看到，格陵兰700hPa（考虑到冰盖厚度，这个高度已经是接近冰面附近）气温显著偏高，部分地区甚至偏高6°C以上；而高度场异常上，当地也存在一个强烈正异常区，对应一个发展剧烈的阻塞高压。在这个阻塞高压控制下，格陵兰岛大部持续晴朗且气温显著偏高，可以说是最近最剧烈的一次融化过程的直接原因。
那这个阻塞高压是如何形成的呢？从天气尺度的动力学与热力学角度看，这是上游来自北太平洋的不稳定瞬变扰动和长波扰动的能量频散所致（图6）。在6月上旬起，北太平洋出现了两次较强的瞬变扰动不稳定发展，并分别沿极向大圆路径和中纬度急流波导传播，第一次过程使得格陵兰东岸出现了一个弱阻塞；但随后的过程振幅更大且与第一次的波列同相叠加，在上游强烈波作用通量辐合，与南侧暖平流支持下，这个阻塞高压在6月上旬末开始剧烈发展，并达到相当强的强度，成为了格陵兰冰原剧烈融化的直接原因（具体过程图略[doge]）。
如果从较长的大气低频尺度看呢？自4月下旬起，北极涛动（AO）指数维持负值（图7）并持续至今，这也是极地环流的一个重要低频信号；在这样的情形下，北半球高纬度地区，尤其北冰洋洋盆和格陵兰一带容易出现位势高度正异常并明显偏暖（异常暖性反气旋），这使得格陵兰冰盖在同时段起也明显融化。
这样异常的AO指数又和什么有关呢？从低频动力学上看，这可能和平流层较晚的季节转换，导致迟至4月中旬平流层出现了爆发性增温，引发的平流层极地暖信号下传至对流层，造成AO负位相态势；但更深远的背景因子，当属全球气候变化，以及在北极地区造成更显著的“极地放大效应”。
这一名词是指，在全球气候变化背景下，北极地区又成为了变暖趋势最显著区域，增暖速度仿佛叠上了一个放大镜。这一现象，最主要是当地显著的地表反照率反馈所致：气温升高->北极海冰/陆地冰盖融化加剧->地表反照率下降，会吸收更多太阳辐射能->气温进一步升高。可以说，包括格陵兰地区在内，北极地区是气候变化背景下最为脆弱的区域。
而在今年5月，莫纳罗亚天文台测得的全球二氧化碳浓度达到了415ppm，这是三百万年以来的新高（图8）；可以说，在二氧化碳等温室气体的辐射强迫下为主导作用下，最近数十年全球平均气温出现了显著上升，而北极地区，则是受增暖影响最显著的区域。在这些条件共同作用下，今年格陵兰地区的冰盖融化区域面积创下同期新高。
Q3：那么当前格陵兰融化会造成什么影响呢？
A3：或许……也要分成不同时段看？
如果只是近期（今年夏季，乃至未来一年），冰雪的显著减少导致这里会吸收更多太阳辐射的热量（也是正反馈过程），使得格陵兰和西侧的近海成为北极地区的异常热源，会影响北极地区大气环流乃至全球地区的环流。正是当前北极地区的异常偏暖，导致了极地冷空气的大幅南扩，并进一步影响了包括我国在内的中纬度地区环流，而东北冷涡与梅雨的异常或许都有其中的影响；而进入盛夏后可能也有不同的影响。
如果看向更远的前方呢？格陵兰冰原作为北极地区体积最大的冰盖，如果维持甚至加剧当前的融化速率，除了直接的海平面上升外，也会深刻地影响极地乃至全球气候。而更为关键的是，其特殊的地理位置，导致融化的淡水会进入北大西洋高纬度地区，使当地海水盐度与密度下降而“难以下沉”，影响北大西洋深层水团（NADW）的形成。而这个水团，正是驱动贯穿全球深层大洋热量、物质等输送的“大洋传送带”（图9）的重要起始载体。一旦这个传送带冻结，最终流向极地地区的墨西哥湾暖流/北大西洋暖流也将大幅削弱甚至终止；电影《后天》的情景，或许就是这样吧。当然关于大洋传送带的机制及具体影响，还等待进一步研究。
目前看起来，这一切离我们还很远。但气候变化的魔盒已经打开，世界也没有存在能逃脱其影响的桃源。当冰盖在热泪中流尽，当这片世界在破碎中沉浮，危机的深影，也将从融化后的苍色北冥中，逐渐吞没世界。 https://t.cn/RVJk9by
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A1：总体属实，但部分表述可能有误。
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这里的表述显然问题。格陵兰冰盖的体积相当巨大，其中表面积约171万平方千米（数据来源：维基百科，但可能变化明显），而平均厚度约2100m，估测得到的总体积约280-350万立方千米。假定按冰密度0.9kg/m^3计算，冰盖质量也有2500-3200万亿吨。一半的冰雪显然不止20亿吨。另外，如果格陵兰冰盖融化了一半，海平面可以升高3.5m左右；如果再加上温度变化下的热膨胀效应，这个数值可能会再增大一倍。
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不过，新闻其他内容基本属实。当前格陵兰地区的确出现了异常高温和冰盖的明显融化，出现表面融化区域的面积位列历史同期最大（图3）；尤其在6月上旬末至今，突发了一波急剧融化过程（图4），形势依然很严峻。
Q2:本次格陵兰冰盖异常融化的原因是什么？
A2：由于这次融化有很明显阶段性，但总体也偏剧烈，可以看出有很多不同时间尺度的因子都在作用，这里将逐一分析。
最典型的应该是天气尺度过程，对应6月上旬末以来持续时间短但强度最强的过程。从6月8日-14日的500hPa高度场异常与700hPa温度场异常合成（图5）可以看到，格陵兰700hPa（考虑到冰盖厚度，这个高度已经是接近冰面附近）气温显著偏高，部分地区甚至偏高6°C以上；而高度场异常上，当地也存在一个强烈正异常区，对应一个发展剧烈的阻塞高压。在这个阻塞高压控制下，格陵兰岛大部持续晴朗且气温显著偏高，可以说是最近最剧烈的一次融化过程的直接原因。
那这个阻塞高压是如何形成的呢？从天气尺度的动力学与热力学角度看，这是上游来自北太平洋的不稳定瞬变扰动和长波扰动的能量频散所致（图6）。在6月上旬起，北太平洋出现了两次较强的瞬变扰动不稳定发展，并分别沿极向大圆路径和中纬度急流波导传播，第一次过程使得格陵兰东岸出现了一个弱阻塞；但随后的过程振幅更大且与第一次的波列同相叠加，在上游强烈波作用通量辐合，与南侧暖平流支持下，这个阻塞高压在6月上旬末开始剧烈发展，并达到相当强的强度，成为了格陵兰冰原剧烈融化的直接原因（具体过程图略[doge]）。
如果从较长的大气低频尺度看呢？自4月下旬起，北极涛动（AO）指数维持负值（图7）并持续至今，这也是极地环流的一个重要低频信号；在这样的情形下，北半球高纬度地区，尤其北冰洋洋盆和格陵兰一带容易出现位势高度正异常并明显偏暖（异常暖性反气旋），这使得格陵兰冰盖在同时段起也明显融化。
这样异常的AO指数又和什么有关呢？从低频动力学上看，这可能和平流层较晚的季节转换，导致迟至4月中旬平流层出现了爆发性增温，引发的平流层极地暖信号下传至对流层，造成AO负位相态势；但更深远的背景因子，当属全球气候变化，以及在北极地区造成更显著的“极地放大效应”。
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