摘要：北极地区的波弗特环流（Beaufort Gyre, BG）是北冰洋最显著的表面环流系统之一。它如同北极的“淡水心脏”，通过顺时针旋转将大量淡水聚集在加拿大海盆中心。它不仅调节着北极海洋的盐度分布，还影响着从北冰洋到北大西洋的水体交换，进而对全球气候系统产生深远

本文来源于“海洋与湿地”（OceanWetlands）：

文 | 李想（天津外国语大学）

本文约1570字，阅读约4分钟

北极地区的波弗特环流（Beaufort Gyre, BG）是北冰洋最显著的表面环流系统之一。它如同北极的“淡水心脏”，通过顺时针旋转将大量淡水聚集在加拿大海盆中心。它不仅调节着北极海洋的盐度分布，还影响着从北冰洋到北大西洋的水体交换，进而对全球气候系统产生深远影响。然而，随着北极海冰加速消融和大气环流模式的变化，波弗特环流的未来命运充满不确定性，即2025年3月31日发表在Journal of Geophysical Research: Oceans的一项研究首次系统性地评估了CMIP6气候模型对波弗特环流的模拟能力，并揭示了这一关键环流系统正面临的前所未有的危机。

北极熊。摄影师：赵宇 ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）【图文无关】

由德国阿尔弗雷德·魏格纳研究所领衔的国际团队分析了27个全球气候模型（CMIP6）的数据，并发现了一个惊人的现实：多数模型在模拟历史时期的波弗特环流时都夸大了它的强度、面积和向北延伸范围（图1）。部分模型中的环流面积甚至达到观测值的10倍，这仿佛给北极装了一个“巨型涡轮”。这种偏差可能源于模型对海冰厚度和大气压力系统模拟的不足。有趣的是，尽管模型在环流表现上参差不齐，但其对波弗特高压的模拟却相对准确。这暗示着海冰与海洋的复杂互动可能是模型误差的关键来源，毕竟当海冰像“盾牌”一样覆盖海面时，风对海水的驱动力会大幅减弱。

图1: 波弗特环流（BG，蓝色箭头）和波弗特高压（BH，红色阴影）的示意图。本研究中用于描述CMIP6模型中扩展的BG domain的“BGx box”用黑色表示。BG和BH的中心以及海冰厚度最大值（SIT max）的位置分别由第1、2和3帧表示。第3.4节中用于比较盐度的western Fram Strait和Davis Strait区域分别在灰色框A、B中。（图片来源于论文）

研究团队聚焦了两种气候情景：中等排放（SSP2-4.5）和高排放（SSP5-8.5）。结果显示到2100年，大多数模型预测波弗特环流将显著萎缩甚至消失，尤其是在高排放情景下，18个模型中10个的环流完全消失（图2）。而这一变化将引发一系列连锁反应，例如淡水储蓄流失、洋流格局重塑，以及大西洋环流扰动。

导致环流衰落的主要“元凶”有两位，即海冰变薄和波弗特高压减弱。前者看似矛盾，即海冰减少本应让风更直接驱动海水来增强环流，但模型显示当海冰厚度跌破2米后，大气压力的影响反而占据主导。因此，随着北极向“薄冰时代”过渡，波弗特高压的减弱直接削弱了驱动环流的“风之手”。更令人值得警惕的是，这种变化存在临界点效应——研究通过计算发现当海冰完成“2米临界过渡”后，大气压力与环流面积的相关性显著增强，形成“越弱越弱”的正反馈循环。这意味着一旦突破气候系统的某个阈值，环流衰退可能加速失控。尽管模型整体指向环流衰退，但部分模型仍与主流预测存在分歧——例如ACCESS-CM2模型预测环流会扩张，但这可能源于其对海冰动力学的错误刻画。这种分歧时刻提醒着我们北极系统的复杂性远超现有模型的解析能力，诸多过程仍需更精细的模拟。

图2: 27种应用于研究中的CMIP6模型的描述（图片来源于论文）

论文最后呼应了IPCC的警告：减排力度直接决定环流的命运，即在中等排放情景下，部分模型显示环流尚能维持，而高排放则近乎宣判该环流的“死刑”。这再次证明，人类应对二氧化碳排放的每一个决策，都牵动着北极这个地球“空调”系统的未来。

如果把波弗特环流比作北极的“水泵”，那么海冰就是调节泵速的阀门，波弗特高压则是驱动泵的引擎。如今，引擎动力衰退，阀门逐渐失效，这台维系北极平衡的机器正走向停摆。而我们能否及时修复，这取决于我们当下对碳排放阀门的掌控。波弗特环流的衰退，是北极生态系统在气候变暖的大背景之下逐渐恶化的缩影——当模型中的蓝色箭头逐渐黯淡，我们看到的将不仅是一个环流的消失，还有整个地球系统脆弱性的警示。因此，如何在科学认知与政策行动间架设桥梁，或将成为人类应对气候挑战的关键。

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作者 | 李想

审核 | 绿茵

排版 | Samantha

关于作者

李想，天津外国语大学国际关系学院外交学-国际政治大二在读学生，中国生物多样性保护与绿色发展基金会国际部实习生，对全球气候治理中的低碳技术转移、气候谈判有着浓厚兴趣，未来希望投身全球环境政策、气候谈判等领域。

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李想. 北极告急！海冰消融或引发全球洋流“大崩溃”. 海洋与湿地. 2025-04-12

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斑海豹©摄影：王敏幹（John MK Wong） | 绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

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https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024JC021873

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