2023年8月3日，中国气象局在北京正式向社会公众发布《极地气候变化年报（2022年）》。2 o' c* p! ^; b1 m1 d& j/ @1 |
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为使公众和社会各界及时了解极地气候变化的状况，认识极地气候变化规律，科学应对极地气候变化，中国气象局组织编制了《极地气候变化年报（2022年）》，以科学数据客观地反映了极地气候变化的新事实、新趋势。《年报》显示：在全球变暖背景下，南极西南极部分气温自上世纪中叶起呈现快速增温趋势；北极在最近40多年来增温加速，其整体升温速率是同期全球升温速率的3.7倍。南北两极极端天气事件呈频发、强发趋势，2022年3月，南极发生有记录以来最强的爆发性增温事件。2022年南极最大/最小海冰范围较常年平均偏小23.84%和2.96%，其中最小范围创造1979年以来最低记录。南极地区大气中温室气体浓度均呈稳定上升的趋势，与全球变化趋势基本一致。2022年南极臭氧洞面积比去年略小，总体上延续了近年来的整体缩减趋势，是1979年以来第12大的臭氧洞。! [5 t1 O8 Z" t' x
1.极地气温呈现快速增温趋势
& A+ @* q# o& \南极西南极部分气温自上世纪中叶起呈现快速增温趋势：位于西南极地区的法拉第站、南奥克尼群岛和玛丽伯德地增温速率分别达0.45 ℃/10年（1946−2022年）、0.20 ℃/10年（1904−2022年）和0.22 ℃/10年（1957−2022）。
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3 k' h/ l* {: U1 c8 v$ |; j1979−2022年南极（红线实线）和全球（黑线实线）平均近地面年平均气温距平（相对于1991−2020年），虚线为年平均气温距平趋势。8 h- ]! l9 d# a5 l8 a+ J; {3 c E
与常年（1991−2020年平均值）相比，2022年东南极、南极半岛及其周边海域出现较强暖异常，而罗斯海地区则出现冷异常，这导致该年南极整体温度变化不大，比常年值略微偏低0.05 ℃。
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/ G. ~0 i9 t. L. ~西南极（a）和东南极（b）增暖地区各站点年平均气温距平时间序列图（相对于1991−2020年平均值）。细实线为年平均气温距平，粗实线为年平均气温距平的11年滑动平均值，虚线为年平均气温距平趋势。8 R' [5 B$ }. b, g) h/ q0 o
北极在最近40多年来增温加速，其整体气温在1979−2022年期间升温速率达0.63 ℃/10年，是同期全球升温速率（0.17 ℃/10年）的3.7倍。
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/ m: |0 s( b- z; w. h1979−2022年北极（红线实线）和全球（黑线实线）平均近地面年平均气温距平（相对于1991−2020年），虚线为年平均气温距平趋势。
; c8 l4 I K8 p1 [+ R" L% j& R4 F+ w2 \2022年，北极整体平均气温比较常年偏高1.10 ℃；其中增温幅度最大的地区位于巴伦支—喀拉海，增温幅度达2 ℃以上。1 z" ^" r4 Q( U* m. F' [+ a8 |
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亚欧大陆代表性站点年平均气温距平（相对于1991−2020年平均值）时间序列图。细实线为年平均气温距平，粗实线为年平均气温距平11年滑动平均，虚线为年平均气温距平趋势。4 t, A% Z+ H; m, m4 }# h
2.两极地区极端天气事件呈频发、强发趋势
" U- K1 ]; z' A; Y- _/ J; S# p2022年3月，南极发生有记录以来最强的爆发性增温事件，3月14日起，东南极西部至中部地区快速升温，位于南极内陆的康科迪亚站区域升温最为剧烈，该站气温在4日内升高49.0 ℃，于3月18日达到-12.2 ℃。其他内陆站也观测到剧烈升温，如东方站地表气温在4日内升高39.1 ℃，最高达-20.3 ℃；昆仑站地表气温在4日内升高35 ℃，最高达-25.4 ℃；泰山站地表气温在4日内升高15.9 ℃，最高达-18.7 ℃。此次爆发性增温事件实属罕见，康科迪亚站、东方站和昆仑站在3月18日平均地表气温相比其多年平均值（1981−2010）分别高出44.5 ℃、39.0 ℃和26.2 ℃，其增温幅度和地表气温异常均创南极有观测以来的最高记录。
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（a）2022年3月18日南极地表气温分布（基于CRA-40再分析数据）及站点分布；（b）2022年1月1日至3月23日南极昆仑站、泰山站、中山站、东方站和康科迪亚站日均地表气温变化。阴影为日均地表气温最大、最小范围。( g2 |. M9 k% b
2022年7月，北极圈内再次出现罕见高温，温度一度升至32.5 ℃，格陵兰冰盖加速融化，7月15至17日，格陵兰冰盖每日损失的质量多达60亿吨；同时高温热浪席卷全球，欧美以及亚洲多国遭遇持续高温天气。
$ n3 x* L7 f5 c" j X3.海冰呈总体偏少变化趋势7 ~. j" H; j. j+ W4 G
从二十世纪七十年代末以来的变化看，南极海冰范围经历了长期缓慢增长后快速减少的演变过程，前期增长趋势显著但幅度较小并且时间较长，在2014年底达到峰值后快速减少。与此相对应，南极海冰范围的波动变率也在增大，2000−2014 年间南极海冰范围的增长速度几乎是 1979−1999 年间的5倍，2014年见顶后南极海冰范围在3年内就快速减少到低于长期均值近106 km2的历史新低。
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1979−2022年南极海冰范围年最小值距平时间序列（橙色），逐月南极海冰范围距平时间序列（黑细线）及其12个月滑动平均（黑粗实线）和线性趋势（黑虚线）（单位：106 km2）。9 Q8 z) t/ p; o8 Y0 K$ \) y
风云三号极轨系列气象卫星资料显示，2012年至2022年间，南极2月和9月的月平均海冰范围分别为3.69×106 km2和18.94×106 km2。2022年南极最大/最小海冰范围较常年平均偏小23.84%和2.96%，其中最小范围（1.92×106 km2）创造1979年以来最低记录。海冰密集度减小区域以威德尔海冰架西北部最为明显，减小了25%到75%；罗斯海西部及玛丽伯德地沿岸、南磁极海岸往东北威尔克斯地东南沿岸、北部毛德皇后地沿岸的海冰密集度减少了20%到50%。
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7 z, A$ L% u7 S) q9 h, `我国风云系列气象卫星监测的南极海冰范围变化：(a) 典型年份（2014，2017，2022）与多年平均（2012−2021年）海冰范围变化序列图。其中，灰色区域为2012−2021年海冰范围的标准偏差，灰线表示2012−2021年海冰范围的平均值（单位：106km2）；(b) 2012−2022年南极海冰范围2月和9月较多年平均（2012−2021年）的距平值（单位106 km2）。% q0 U0 ?1 S0 M! s$ }
2022年北极海冰同样总体偏少，夏秋季最小范围为4.67×106 km2，比历史最低值的2007年海冰范围略大，冬春季与2007年海冰范围相当。2022年夏季北极海冰密集度减少区域主要发生在波弗特海、楚科奇海、东西伯利亚海、拉普捷夫海和喀拉海。
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! M/ ^( c& t% }+ J气候态与典型年份（2007，2012，2022）北极海冰范围的季节变化（单位：106 km2）, v6 \4 U V0 t/ ^# {
4.温室气体浓度逐年稳步上升，与全球变化趋势基本一致1 w6 l7 e% z% R
从1984年到2021年，南极大气中的二氧化碳浓度呈逐年稳定上升的趋势，增长率为1.82 ppm/年，总体与全球趋势一致，平均浓度比全球平均值低2.45 ppm。在2021年，南极大气中的二氧化碳年平均浓度达到了412.01 ppm，相比2020年，平均浓度上升了2.08 ppm，其中中山站大气中二氧化碳2021年平均浓度为411.6 ppm，较2020年上升2.22 ppm。. y b6 ^% B8 H
同样，从1984年到2021年，南极大气甲烷浓度呈逐年稳定上升的趋势，增长率为6.87 ppb/年，总体与全球趋势一致，但平均浓度比全球平均值低60.97 ppb。在2021年，南极大气中甲烷年平均浓度达到了1839.28 ppb，相比2020年，平均浓度上升了15.18 ppb，其中中山站大气中的甲烷2021年平均浓度为1838.63 ppb，较2020年上升16.01 ppb。
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1984−2021年南极与全球（a）二氧化碳浓度变化和（b）甲烷浓度变化，其中红线为南极平均，黑线为中山站，蓝线为全球平均。
* I l5 D( n$ \9 g9 s$ Q* Q4 u从1984年到2021年，北极大气中二氧化碳浓度呈逐年稳定上升的趋势，增长率为1.79 ppm/年，总体与全球趋势一致，但年平均浓度略高于全球平均值1.77 ppm。2021年，北极大气中二氧化碳年平均浓度达到了417.78 ppm，相比2020年，平均浓度上升了2.54 ppm。5 L2 C7 ^ h3 i# m* v& F8 O
同样，从1984年到2021年，北极大气中甲烷浓度呈逐年稳定上升的趋势，增长率为6.71 ppb/年，总体与全球趋势一致，但年平均浓度高于全球平均值78.29 ppb。2021年，北极大气中甲烷年平均浓度达到了1988.36 ppb，相比2020年，平均浓度上升了14.92 ppb。$ y- M1 H; }1 j o
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0 }# f' @+ ~# y) C' j4 ]! o1984−2021年北极与全球（a）二氧化碳浓度变化和（b）甲烷浓度变化，其中红线为北极月平均，黑线为中国瓦里关站月平均，蓝线为全球月平均。
- S* `0 M! P$ r4 c4 K- s5.南极臭氧总量总体上延续了近年来的整体缩减趋势' E* c! l8 r# ?' X( p9 l& M% F1 l+ o
卫星臭氧总量数据显示，南极上空臭氧总量在2022年9月初开始出现明显下降。10月4日，南极上空观测到平均臭氧柱总量达到178 DU。2022年南极臭氧洞的面积比2021年略小， 总体上延续了近年来的整体缩减趋势。2022年9月7日至10月13日期间，南极臭氧洞平均面积达到2.32×107 km2, 略小于去年的2.33×107 km2，并且远低于2006年臭氧洞面积峰值年的年平均水平。臭氧洞面积于10月5日达到单日最大，接近2.5×107 km2。尽管南极臭氧层有恢复的迹象，但2022年臭氧洞结束时间比过去40年中的大多数时间都要晚，它仍然是1979年以来第12大的臭氧洞。随着南半球夏季到来，平流层极涡破碎导致损耗臭氧的化学反应的停滞，同时也使得较高臭氧浓度的中纬度大气输送到南极，南极大气臭氧开始缓慢恢复，直到11月下旬出现较大回升。2022年南极平均臭氧总量在9月底到12月初相较于历史水平异常偏低，这一特点与2021年类似。- c, y' B# v9 |# b# V
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南极（南纬63°S以南）臭氧总量季节变化，红色为2022年，黑色为1979−2022年气候态平均，数据缺失部分为仪器缺测（b）2022年南极臭氧洞单日最大面积，深蓝色和紫色表示臭氧洞区域
8 K/ B( n) h$ j ^北极上空平流层臭氧含量通常在冬末和早春（12月至 3 月）显著减少，然而这些减少量通常为气候平均值的 20−25%，远小于目前每年春季在南极上空观察到的减少量。在2022年12月底到2023年3月，北极平均臭氧总量相较于历史水平异常偏高，这与2021−2022年的情况相反。在2021−2022 年冬季，北极上空的极涡较强，并阻止了携带高浓度臭氧的气团向北极平流层补充。此外，平流层持久低温形成了较多的极地平流层云，最终导致了极涡控制区内臭氧的损耗增加。然而，其程度远不及2011年和2020 年 春季观测到的臭氧损耗严重。/ o$ L. ]: A& D- s1 \
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（a）北极（63°N以北）臭氧总量季节变化，红色为2022年下半年到2023年上半年，蓝色为2021年下半年到2022年上半年，黑色为1978−2021年气候态平均（b）2022年北极臭氧损耗空间分布，其大致为蓝色区域。/ |* `+ L" c Y4 C: e
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1 G- G, u% Q. ?/ d# U/ \ V<li id="20AHAT4M">, ?( M$ L- {$ _0 C
- w& G) ?; o2 |+ ]7 d, n7 a信息来源：中国气象科学研究院；全球变化与极地研究所。0 t. f5 K; W' T* S! O
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