人類文明和農(nóng)業(yè)最早出現(xiàn)在12000年前的全新世早期，我們的祖先得益于這段時(shí)期非常穩(wěn)定的氣候，因?yàn)樵?9世紀(jì)工業(yè)革命開始之前，大氣中的二氧化碳含量一直保持在280ppm左右。在19世紀(jì)以前，大氣層頂部能量（輻射）的輸入和輸出之間的平衡（溫室效應(yīng)）維持了全球平均溫度好幾個(gè)世紀(jì)。只有太陽輸出的微小變化和偶爾的火山爆發(fā)才導(dǎo)致了相對的升溫和降溫。例如，小冰河時(shí)期是1300年至1870年間的一個(gè)較冷時(shí)期。

今天，由于化石燃料的燃燒、工業(yè)過程、熱帶森林的破壞、垃圾填埋場和農(nóng)業(yè)，大氣中二氧化碳含量接近420ppm，所有溫室氣體都在迅速上升。從1900年開始，全球平均氣溫上升了1攝氏度多。這個(gè)數(shù)字似乎很小，但北極地區(qū)已經(jīng)變暖了大約2℃ ，比其他地方快一倍。這種兩極和熱帶之間的變暖差異被稱為北極（或極地）“放大” （amplification）。當(dāng)?shù)厍虻膬糨椛淦胶獍l(fā)生變化時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致兩極附近的溫度變化大于全球平均水平，通常以極地變暖與熱帶變暖的比率來衡量。

那么，氣候變化和相關(guān)的全球變暖是如何推動(dòng)北極“放大“的呢？這種放大主要是由融化的冰造成的，這一過程在北極以每10年13%的速度增加。與陸地或海洋表面相比，冰的反射性更強(qiáng)，對陽光的吸收也更少。當(dāng)冰融化時(shí)，它通常會(huì)暴露出陸地或海洋中較暗的區(qū)域，這會(huì)導(dǎo)致太陽光吸收增加和相關(guān)的變暖。北極的極地放大作用比南極洲強(qiáng)得多。這種差異是因?yàn)楸睒O是一個(gè)被海冰覆蓋的海洋，而南極洲是一個(gè)被永久性冰雪覆蓋的高地。

事實(shí)上，盡管大氣中溫室氣體的濃度在穩(wěn)步上升，但南極大陸在過去70年中并沒有變暖。南極洲半島是個(gè)例外，它向北伸入南大洋，在20世紀(jì)后半葉，它的變暖速度比南半球任何其他陸地環(huán)境都快。衛(wèi)星數(shù)據(jù)還顯示，2002年至2020年間，南極洲平均每年損失1490億公噸的冰，部分原因是該大陸周圍的海洋正在變暖。

北極擴(kuò)張最顯著的影響之一是北半球由西向東的急流減弱。由于北極變暖的速度比熱帶快，這導(dǎo)致大氣壓力梯度變?nèi)?，因此風(fēng)速降低。北極變暖的速度比地球上其他地方快得多，而反射冰的減少貢獻(xiàn)了地球30-50%的全球變暖。冰的迅速消失影響了極地急流，這是高層大氣中空氣的一個(gè)集中通道，它推動(dòng)了整個(gè)北半球的天氣模式。減弱的急流蜿蜒并將極渦帶到更遠(yuǎn)的南方，導(dǎo)致北美、歐洲和亞洲出現(xiàn)極端天氣事件。

最近南半球西風(fēng)帶的加劇和偏北位置與大陸干旱和野火有關(guān)，包括澳大利亞的干旱和野火。我們還可以預(yù)期，加強(qiáng)西風(fēng)將影響南大洋的混合，這可能降低其吸收二氧化碳的能力，并加強(qiáng)環(huán)繞南極西部冰蓋的冰架的海洋驅(qū)動(dòng)融化。這些變化反過來對全球海洋環(huán)流和海平面上升產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

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