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2019年4月8日，受北极理事会北极监测与评估项目（Arctic Monitoring and Assessment Program，AMAP）的支持，来自全球24个研究机构的20位科学家在《环境研究快报》（Environmental Research Letters）上发表题为《1971—2017年北极气候变化的关键指标》（Key Indicators of Arctic Climate Change: 1971–2017）的文章，分析了过去47年（1971—2017年）北极地区气候变化的主要观测指标，结果表明北极系统的9大关键要素发生了根本变化。

随着气温升高、水文循环增强、湿度、降水、河道流量、冰川雪线高度和陆地冰损耗等过程加剧，海冰厚度与范围、春季积雪范围与持续时间继续呈下降趋势，近地面多年冻土继续增暖。一些气候指标与气温或降水呈显著的统计相关性，这进一步表明，气温升高和降水增加是北极系统各组成部分发生重大变化的原因。

研究不仅展示了北极物理气候变化，还发现气温与苔原生物量等生物物理指标之间存在对应关系，在所有营养级都发现了许多具有连锁效应的生物物理性崩解。其中包括：向北极近海有机物和营养物质的输送增加；植物物种开花和授粉周期缩短；植物开花与传粉者之间时间不匹配；植物对昆虫干扰的脆弱性增加；灌木生物量增加；野火增加；生长季节CO2吸收增加，与非生长季节CO2排放增加达到平衡；碳循环增加，受当地水文和多年冻土融化的调节；陆地和水生生态系统发生转换；动物分布和数量改变。北极的生物物理系统现在已经明显地偏离了其20世纪的状态，并处于一个前所未有的状态，不仅影响着北极地区，还对北极之外产生影响。

北极系统的9大关键要素的主要变化包括：

（1）北极气温：1971—2017年，北极年平均气温上升2.7 ℃，增速达到北半球平均值的2.4倍。北极冷季（10月至次年5月）温度上升3.1 ℃，增速达到北半球冷季平均值的2.8倍。北极暖季（6月至9月）气温上升1.8 ℃，增速达到北半球暖季平均值的1.7倍。

（2）阿拉斯加多年冻土带：在多个多年冻土带观测站，观测到地面上部10～20米处新的平均年平均温度。在阿拉斯加北坡3个测站（West Dock，Deadhorse和Frankiln Bluffs）的20米深处，在过去的47年里，多年冻土温度上升了2.5 ℃。

（3）北极水文气候：陆地和沿海台站的观测表明，湿度、低云、降水、降雨（以降雪为代价）、河流流量、向北冰洋输送的沉积物和有机物质都增加，北冰洋盐度降低，以及积雪覆盖减少，以上所有都是北极陆地和（或）海洋生态系统的控制因素。

（4）积雪：北极积雪对多种环境驱动因素和反馈作用（如温度升高、湿度增加、大气环流变化、植被变化、冬季融化发生频率增加、雨雪混合事件）产生响应。多种数据证据表明，北极地区的积雪覆盖下降，地面积雪持续期每十年减少2～4天，高纬度和高海拔地区的下降趋势最大，与北极放大效应的温度升高和反照率增加的反馈一致。

（5）北冰洋海冰：北极海冰的范围、面积、厚度和空间分布的变化速度和幅度是前所未有的。过去10年海冰范围和体积继续下降，是自20世纪70年代有卫星观测以来最低的10年，尤其2012年夏季创下了历史最低水平。随着北极海冰的减少，新的证据表明在海冰栖息地生物多样性的丧失。

（6）北极陆地冰：在过去的47年中，北极是全球海平面上升最大的贡献来源，占2003—2010年全球陆地冰贡献的48%，占1992年以来海平面上升总量的30%。温度效应在陆地冰平衡中占主导地位；通过雪（或雨），降水代表了减弱（或放大）反馈的来源。

（7）北极地区森林火灾：干燥条件和最高气温升高导致火灾风险增加。火灾会导致植被和生态系统功能的短期变化。这种火灾-气候关系与空气温度和降水条件影响下的雷击引燃林火有关，从而将北极变暖与森林火灾增加的可能性联系起来。

（8）苔原和陆地生态系统：过去30年，在苔原生态系统中观测到了“北极绿化”（植被向高纬度迁移）。北极苔原归一化植被指数（NDVI）平均值和最大值的增加都与北极暖季气温高度相关。

（9）碳循环：全球气候系统的变化已经影响到北极地区的生物地球物理能量交换和运输。高纬度地区碳循环的响应受到陆地碳交换以及陆地和海洋之间耦合作用的影响，将在世界范围内产生后果。重要的是，北极地下和多年冻土下面的甲烷水合物中含有大量有机物碳库，将会影响碳循环。观测数据表明，苔原生态系统的碳吸收在生长季节期间增加。温度的进一步升高将影响苔原CO2和CH4的排放，其比例取决于当地的水文状态和多年冻土融化。