国家大气研究中心 信用:CC0公共领域 根据一项对北极状况的全面新研究，快速变暖的北极已经开始从一个以冰冻为主的状态转变为一个完全不同的气候
高纬度地区的天气模式每年都有所不同，有或多或少的海冰，或冷或暖的冬天，以及或长或短的降雨季节，而不是降雪
但是国家大气研究中心(NCAR)的科学家们的新研究发现，北极现在已经变暖得如此显著，以至于它每年的变化都超出了过去任何波动的范围，标志着向“新北极”气候制度的转变
该研究的主要作者、NCAR科学家劳拉·兰德鲁姆说:“变化的速度是惊人的。”
“这是一个变化如此迅速的时期，以至于对过去天气模式的观察不再显示出你明年的预期
北极已经进入了一个与几十年前完全不同的气候
" 在新的研究中，兰德鲁姆和她的合著者、NCAR科学家玛丽卡·霍兰德发现，北极海冰在最近几十年里融化得如此之大，以至于即使是异常寒冷的一年也不会再有20世纪中期存在的夏季海冰数量
到本世纪中叶，秋季和冬季气温也将变暖，足以进入统计上截然不同的气候，随后是降水的季节性变化，这将导致额外的几个月降雨而不是降雪
为了这项研究，兰德鲁姆和荷兰使用了数百个详细的计算机模拟以及对北极气候条件的观察
大量的数据使他们能够从统计上界定“旧北极”的气候界限——或者说每年有多少变化是自然发生的——然后确定人类引起的变暖何时会将北极推过这些自然界限，进入新的气候
研究中使用的未来预测是基于未来温室气体排放的高端情景，即被称为RCP 8的轨迹
五
然而，该论文指出，减少排放将减轻北极气候变化的程度
气候变化对生态系统、水资源管理、洪水规划和基础设施产生了广泛而巨大的影响
这项研究由NCAR赞助的国家科学基金会和国家海洋和大气管理局资助
它发表在本周的《自然气候变化》杂志上
根本变化 远北地区变暖的速度比低纬度地区更快，这是由于一个被称为北极放大的过程
这是因为将热量反射回太空的浅色海冰被吸收热量的深色海水所取代
此外，相对温暖的海水在冬天不再被厚厚的海冰的隔热性能有效地屏蔽
北极气候的变化如此深远，以至于自卫星时代的第一个十年(1979-1988年)以来，9月份海冰的平均范围(当其达到年度最小值时)下降了31%
兰德鲁姆和荷兰想要确定这种下降是否表明北极气候已经发生了根本性的变化
他们还想研究表明北极气候冰冻状态的另外两个关键方面的变化:秋季和冬季的气温，以及降水从大部分为雪到大部分为雨的季节性转变
为了回答这些问题，他们求助于五个世界领先的气候模型的多重模拟，这些模型被用于一个国际研究项目，即耦合模型相互比较项目5，或CMIP5
大量的模拟使他们能够收集北极气候的统计数据，使他们能够区分每年的自然气候变化和向新北极气候的过渡
科学家们将模型输出与观测结果进行了比较，证实模型准确地捕捉了过去的气候，因此能够可靠地模拟未来的气候
兰德鲁姆和荷兰随后应用统计技术来确定气候变化何时超过自然变化的界限
对于最后一个问题，当10年平均气温与1950-59年的平均气温相差至少两个标准差时，他们发现了一种不同的气候
换句话说，如果海冰范围变化如此之大，以至于97年的平均值低于90年代的平均值
20世纪50年代任何一年都比海冰范围大7%,那么20世纪90年代被定义为新气候
当他们将这些技术应用于海冰范围时，他们发现北极已经进入了一个新的气候
这五个模型中的每一个都显示出海冰正在如此戏剧性地消退，以至于在20世纪末和21世纪初出现了海冰的新气候
展望未来，他们还发现，北极可能在未来几十年内开始经历基本上无冰的条件
几个模型表明，根据温室气体高排放的情况，到本世纪末，北极每年可能有3-10个月基本不结冰
就气温而言，兰德鲁姆和荷兰侧重于秋季和冬季，这两个季节受到夏季海冰减少和随后冰再生时间的强烈影响
他们发现，海洋上空的气温将在本世纪上半叶或中期进入新的气候，陆地上空的气温将在本世纪后期显著变暖
到本世纪中叶，降水的季节性周期将发生巨大变化
如果排放量居高不下，到本世纪中叶，大多数大陆地区的雨季将增加20-60天，到本世纪末将增加60-90天
在一些北极地区，到本世纪末，一年中的任何一个月都可能会下雨
兰德鲁姆说:“北极很可能经历极端的海冰、温度和降水，这些都是我们以前从未经历过的。”
“我们需要改变我们对北极气候的定义
"
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