科学家严厉指出：全球变暖已经波及到北冰洋的最深处

曾被视为相对隔绝于全球变暖影响的北冰洋深层水域，正在经历前所未有的温度上升。中国海洋大学与崂山实验室研究团队在《科学进展》期刊发表的最新研究显示，北冰洋欧亚海盆一千五百米至两千六百米深处的水温自一九九零年以来以每十年零点零二摄氏度的速率持续升高，累计升温达零点零七四摄氏度。这一发现打破了长期以来认为深海升温主要来自地热活动的假设，证实了格陵兰海盆快速变暖所产生的连锁反应正在向北冰洋最深处渗透。

北冰洋被罗蒙诺索夫海岭这条雄伟的海底山脉一分为二，形成欧亚海盆和美亚海盆两大主要结构。罗蒙诺索夫海岭从西伯利亚大陆架延伸至格陵兰岛北部海域，全长约一千八百公里，像一道天然屏障将北冰洋的深层水循环分隔成相对独立的系统。研究团队通过分析破冰船在数十年间收集的水温数据发现，欧亚海盆的深层升温速度显著快于美亚海盆，这一差异的根源在于两个海盆与格陵兰海域的连通性不同。

格陵兰海位于北冰洋与北大西洋之间的过渡区域，是全球海洋温盐环流系统的关键枢纽之一。历史上，格陵兰海盆是北冰洋深层冷水的主要供应源。每年冬季，强烈的热量损失导致表层海水密度增加并下沉，形成极冷且高盐度的深层水团，随后向北流入欧亚海盆底部。这种深层对流过程是北冰洋深层水体保持低温的核心机制。然而，大西洋暖流的持续北进和极地地区的快速升温正在根本性改变这一平衡。

热量传递路径的重构

根据研究团队的分析，格陵兰海盆表层水温在过去三十年间上升幅度超过全球平均水平，这一升温直接削弱了深层对流的强度。当表层水温升高时，即使在冬季强风和极端寒冷条件下，海水冷却到足以下沉所需的密度变得更加困难。结果是进入欧亚海盆的新生成深层水变得相对温暖，无法像过去那样有效地更新和冷却北冰洋深层。

这种机制产生的能量转移规模惊人。研究人员计算，欧亚海盆深层水域吸收的额外热量约为五百拍焦耳。作为对比，如果这些热量全部传递到海洋表层，足以融化北极海冰最小范围时约三分之一的冰量。虽然深层热量目前被困在海洋内部，但它对整个北极系统的潜在影响不容忽视。深层水温的升高会通过垂直混合过程逐渐向上传递,影响中层和表层水温分布，最终可能导致海冰从底部加速融化。

美国亚利桑那州立大学的独立研究团队在二零二五年九月发表的研究报告也证实了北冰洋深层环流的稳定性正在发生变化。尽管大西洋暖水流入北冰洋的总体模式在近三十年内保持相对稳定，但深层水团的温度特征和盐度分布出现了明显趋势性变化。这些变化与大气环流模式调整、海冰面积减少以及格陵兰冰盖融水增加等多重因素共同作用有关。

欧亚海盆和美亚海盆之间的升温速率差异也提供了重要线索。罗蒙诺索夫海岭阻挡了来自格陵兰方向的较暖深层水进入美亚海盆，使得后者相对隔绝于大西洋影响。美亚海盆的深层水主要来自楚科奇海和加拿大北极群岛周边区域的局地形成过程，这些区域的升温速度相对较慢。因此，美亚海盆深层水温上升幅度明显小于欧亚海盆。这种区域差异证明了北冰洋深层升温并非由地热活动等全域性因素主导，而是与特定的海洋环流路径和热量来源密切相关。

海底永久冻土的潜在威胁

北冰洋深层升温最令人担忧的后果之一是可能触发海底永久冻土融化。海底永久冻土是指分布在北冰洋浅海大陆架沉积物中的永久冻结层，主要形成于末次冰期海平面较低时期。当时大片陆架区域暴露在空气中，地表以下土层在极寒气候下冻结。随着冰期结束海平面上升，这些冻土被海水淹没，但在海底寒冷条件下得以保存至今。

据估计，北冰洋及其边缘海域约有两百五十万平方公里的海底永久冻土，主要分布在西伯利亚、阿拉斯加和加拿大北极大陆架。这些冻土层厚度从数十米到数百米不等,其中封存了大量有机碳和甲烷水合物。甲烷水合物是由甲烷分子和水分子在低温高压条件下形成的固态化合物，外观类似冰雪，但含有高浓度甲烷。研究表明，一立方米甲烷水合物可以释放约一百六十四立方米的甲烷气体。

海底永久冻土在零下至两摄氏度的水温环境下保持稳定，但随着底层水温升高，解冻风险显著增加。东西伯利亚北冰洋大陆架观测发现，部分区域的海底甲烷释放通量已经异常升高，推测与浅层永久冻土退化有关。虽然目前观测到的甲烷释放主要来自数百米深度以内的浅海区域，但深层水温上升可能通过垂直混合过程影响更浅水域，形成级联效应。

甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,但在二十年时间尺度上的增温潜力约为二氧化碳的八十四倍。大规模甲烷释放将形成正反馈循环：气候变暖导致永久冻土解冻释放甲烷，甲烷进一步加剧全球变暖，引发更多永久冻土融化。这种自我强化的反馈机制是气候科学家最担心的临界点之一。政府间气候变化专门委员会的评估报告指出，北极地区永久冻土储存的碳约为一千四百至一千六百吉吨，超过目前大气中碳含量的两倍。

北极放大效应的深层维度

北冰洋深层升温是更广泛的北极放大效应的一部分。北极地区的变暖速度是全球平均水平的四倍左右，这一现象主要归因于冰雪反照率反馈、水汽和云的变化以及热量的向极输送增强。海冰面积的快速减少使得深色的海水暴露出来，吸收更多太阳辐射,导致表层水温和大气温度进一步上升。二零二五年的观测数据显示，北极九月海冰面积已降至历史记录低值附近，仅约三百六十万平方公里，相比一九八零年代平均值减少了超过百分之五十。

深层水温上升为北极放大效应增加了新的维度。传统观点认为北极变暖主要发生在大气和海洋表层，而深层水域由于与大气隔绝、更新周期长达数十年至数百年，应该相对稳定。然而最新研究表明，人类活动导致的气候变化已经渗透到北冰洋垂直结构的各个层次。这种全方位的变暖增加了系统的脆弱性，因为深层储存的热量可以在未来数十年内持续影响海冰和冰盖的稳定性，即使大气温室气体浓度得到控制。

北冰洋在全球气候系统中扮演的角色远超其占全球海洋面积不足百分之三的比重。北冰洋深层水团是全球温盐环流的重要组成部分，它们最终会沿着大西洋向南流动，与世界其他海洋的水团混合。北冰洋淡水储量的变化影响大西洋经向翻转环流的强度，而后者控制着热带与极地之间的热量分配。近年来观测到的大西洋经向翻转环流减弱趋势，部分归因于格陵兰冰盖融化和北极淡水输出增加。北冰洋深层特性的改变可能进一步扰乱这一关键环流系统。

监测与应对的挑战

研究团队强调，目前对北冰洋深层变化的理解仍受限于观测数据的时空覆盖。北冰洋常年被海冰覆盖，极端恶劣的环境条件使得系统性观测极其困难。绝大多数深层水温数据来自夏季破冰船科考航次，冬季数据几乎空白。近年来自主水下航行器和冰面浮标阵列技术的发展正在逐步改善这一状况，但要建立长期连续的深海监测网络仍需大量投资和国际合作。

卫星遥感技术虽然在监测海冰范围、表层水温和冰盖质量变化方面发挥重要作用，但无法直接探测深层海洋。重力卫星任务可以通过测量海平面高度变化间接推断深层水团特性的改变,但空间分辨率和精度有限。因此，船基和原位观测仍是获取深海详细信息的主要途径。中国、俄罗斯、美国、加拿大和北欧国家近年来都加强了北极科考力度，但覆盖范围仍远不足以捕捉整个北冰洋深层的变化细节。

国际极地年期间建立的一些长期监测站点为研究提供了宝贵的时间序列数据。弗拉姆海峡是格陵兰海和北冰洋之间的主要通道，德国阿尔弗雷德·魏格纳研究所在此维护了持续二十多年的锚定观测系统，记录不同深度的水温、盐度和流速。这些数据揭示了大西洋暖水流入北冰洋的年际和年代际变化。类似的长期观测项目需要在北冰洋其他关键海域扩展，特别是罗蒙诺索夫海岭附近的深层水交换通道。

从科学认知到政策行动的转化是另一个挑战。北冰洋深层升温的时间尺度和空间范围使其影响不像海冰消退那样直观可见。决策者和公众往往更关注立即可见的变化，而对缓慢累积的深层热量储存缺乏感知。然而正是这种看似微小的深层变化，可能在未来数十年引发不可逆转的后果。科学界需要更有效地传达深海变化的长期意义，促进将这一知识纳入气候适应和减缓战略。

北极理事会等国际组织在协调北极科学研究和政策方面发挥着重要作用，但地缘政治紧张局势近年来影响了部分合作项目。气候变化不受国界限制，北冰洋的变化将影响全球海平面、天气模式和生态系统。维护和加强北极科学合作对于准确预测未来变化、评估风险并制定有效应对措施至关重要。中国海洋大学与崂山实验室的研究代表了中国在北极科学领域日益增强的贡献，也体现了多元化的国际参与对于理解这一复杂系统的必要性。