北极气旋通常会带来异常温暖和湍流的条件，导致海冰缩小和破裂。当多个气旋快速连续到来，使该地区长时间处于风暴状态时，其影响可能会变得更加严重。
由阿尔弗雷德·韦格纳研究所牵头的一支国际研究团队现已利用数十年的气象观测数据，对这类风暴序列进行了首次系统性调查。他们的研究结果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上，揭示了这种被称为“气旋聚集”的现象如何加剧海冰流失，并可能增加北极海岸线的风险。
当北极风暴接踵而至时
当多个低压系统快速连续穿过同一区域时，就会发生“气旋聚集”。它不是让条件在一场风暴过后平静下来，而是很快迎来另一场风暴，从而造成持续时间更长、潜在破坏性更大的恶劣天气时期。
“在欧洲，过去此类事件经常因强风、暴雨或沿海高潮位而导致重大破坏，”该研究的第一作者、来自阿尔弗雷德·韦格纳研究所（亥姆霍兹极地和海洋研究中心，AWI）的拉斯·奥埃（Lars Aue）博士说。
研究人员希望确定同样的聚集行为是否也发生在北极，如果是，它会对海冰产生什么影响。由AWI领导的团队检查了1979年至2024年期间的卫星观测和气象记录。
“我们改进了一种追踪天气系统的算法，使其能够探测北极地区快速连续发生的气旋，”拉斯·奥埃解释道。“随后，我们能够比较气旋群穿过前后卫星图像上的海冰状态。”
气旋使北极海冰破裂
分析表明，当气旋与海冰重合时，气旋会在物理上破坏海冰。强风会撕裂冰盖，导致单个浮冰移动、漂移并相互碰撞。
在北极严冬深处，冰上新裂开的缝隙通常会在几天内重新冻结。但当气旋接踵而至时，长时间的风暴条件会阻碍这些裂口迅速闭合。
在一年中较温暖的时期，气旋群的表现略有不同。尽管风暴的强度往往较低，但它们仍能显著改变当地的海冰状况。风可以将浮冰推向更北的地方，并挤压到其他海冰中，从而压缩海冰覆盖的总面积。
风暴还可以通过热量来侵袭海冰。气旋可能将较暖的空气带入该区域，促进海冰从上方融化。同时，它们可以将深层相对温暖的海水向上带，提高接近表面的温度。
因此，在过去二十年中，气旋促成了北极海冰的流失，特别是在年度融化季接近尾声时。
风暴群可使影响加倍
多少个气旋构成一个气旋群取决于位置和季节，但研究人员发现每次事件平均有2.5个气旋。
它们的影响在北极各地也有很大差异。在某些地区，聚集现象使对海冰的影响增加至1.5倍。在其他地区，这种效应可能增强至7倍。
“在整个北极地区的平均水平上，气旋群减少的北极海冰覆盖量大约是传统孤立低压系统的两倍。这种状况持续的时间也大约是后者的两倍半，”拉斯·奥埃说。
这意味着气旋聚集的重要性超越了任何单一风暴的强度。这种重复的序列会阻碍海冰在两次干扰之间恢复，从而使影响不断累积。
变暖可能使北极海冰更加脆弱
研究人员还发现了一个令人担忧的长期趋势。近几十年来，与气旋群相关的海冰流失量大幅上升。
一个可能的原因是北极海冰本身正在发生变化。随着全球气温上升，海冰正变得越来越薄且更易移动，使其更难以承受气旋产生的力量。
在夏季，日益变暖的北冰洋可能会使这种情况更加明显。
“我们可能正在进入一个自我强化的反馈循环：海冰变得越弱，气旋群就越能缩减其覆盖范围，这反过来又削弱了海冰，”拉斯·奥埃说。“目前，我们正在使用气候预测来研究我们在近几十年观察到的气旋群影响的加剧是否会在未来继续。”
海冰也保护着北极海岸线
这些发现强调了短期天气事件对北极海冰状况的强烈影响。因此，了解气旋群形成的原因及其对海冰的影响，对于预测该地区在未来几十年中的变化至关重要。
其后果超越了冰冻海洋本身。
海冰充当着天然屏障，帮助保护北极海岸线免受强浪侵袭。随着这层保护罩退缩，沿海社区将更容易暴露在猛烈的风暴中。与此同时，日益加剧的永久冻土融化正在进一步削弱北极海岸线，使其更容易受到侵蚀和风暴破坏。
研究人员表示，准确表征气旋聚集现象因此可以改善对未来海冰状况和海岸风险的预测。
“到目前为止，还没有对北极气旋群影响的系统分析。通过我们的工作，我们填补了知识空白，并为尽可能准确地描绘北极海冰——全球气候系统的核心组成部分——未来的预测奠定了重要基础。”