南极冰融化会发生什么：海冰减少、冰架崩解如何改变生态系统与海平面

南极的“冰”有三种——海冰、冰架与冰盖

正确解读南极变化的第一步，是把冰分成三类来看。当新闻说“南极的冰创下最小记录”时，它指的是漂在海上的冰还是压在陆地上的冰，含义完全不同。前者是随季节大幅增减的现象，像每年换一次衣服；后者则是历时数十年到数百年、难以挽回的变化。

海冰——海面结冰而成、随季节膨胀的冰

海冰是环绕南极大陆的海面结冰形成的。厚度大致为1至2米，在南半球的冬季（9月前后）扩展至最大，在夏季（2月前后）收缩至最小。其振幅之大令人惊讶：最大期覆盖的海面面积超过大陆本身，最小期则缩小到约六分之一。这是地球上最大的季节变化之一，也让南极看上去像一块每年呼吸一次的大陆。

由于海冰本来就漂浮在海上，融化时本身几乎不会抬升海平面（与杯中冰块融化水位不变是同一个道理）。尽管如此，海冰依然重要，因为它是①反射阳光、为地球降温的白色盖子，②其背面是生物的居所与牧场，③是保护冰架免受海浪冲击的缓冲垫，④还是结冰时排出盐分、制造深层重水的装置。不抬升海平面，并不意味着它的丧失无关紧要。

• 厚度：大致1至2米（变形堆叠处可达数米）
• 季节变化：冬季最大、夏季最小，振幅非常大
• 对海平面上升的直接影响：几乎为零（因为已在漂浮）
• 生态作用：冰藻的生长场、磷虾幼体的越冬场、企鹅与海豹的繁殖基础

冰架——陆地冰向海中伸出的“漂浮盖子”

冰架是大陆冰盖流入海中、以漂浮状态铺开的厚冰板。厚度可达数百米，环绕南极沿岸的广阔范围。冰架同样已经漂浮在海上，融化并不会直接抬升海平面。然而冰架还有另一个决定性的作用：它是阻止其后方陆地冰流入海中的“塞子”。

当冰架变薄或崩解，这种阻力（支撑效应）就会减弱，后方的冰川便加速流入海中。也就是说，冰架融化是海平面上升的“扳机”。本不抬升海平面的冰，却决定着海平面上升的速度——这一间接联系是理解南极最重要的机制之一。

冰盖——堆积在陆地上的、相当于58米海平面的冰

冰盖是覆盖南极大陆本身的冰体。平均厚度约2000米，最厚处超过4000米。它由降雪经数万年压实堆积而成，其中所含的水正是海平面上升的本体。冰盖失去多少，全球海平面就确实上升多少。

冰盖大体可分为东南极（东半球一侧）与西南极，两者性格不同。东南极海拔高、气温低，长期被认为是稳定的。西南极则相反，有许多区域的冰底位于海平面以下的岩床之上，这种构造让暖海水容易侵入。这一地形差异，直接关系到后文“风险在哪里”的讨论。

2016年之后改变了什么——南极海冰的急转

与北极海冰长期持续减少相对，南极海冰长期以来被视为“例外”。从卫星观测开始的1979年到2015年前后，南极海冰面积呈现出微弱的增加趋势，2014年更创下观测期间年平均的最大值。在全球变暖之中唯有南极冰在增加，这一状况即使在气候科学中也属于难以解释的谜题。

2016年的急剧减少，与随后持续的创纪录低值

这一趋势在2016年突然中断。当年南极海冰面积急剧下滑，此后一直维持在低水平。2022年2月与2023年2月连续出现史上最小级别的数值，2023年2月21日更创下卫星观测史上最小的最小面积。减少并不只发生在夏季。据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）汇总，2024年9月的冬季最大面积是观测史上第二小，比1981至2010年平均的最大面积低约155万平方公里——相当于日本国土面积约四倍的海冰，即使在冬季也不见了。

2026年回到“接近平均”——那么结束了吗

最近的情况色调略有不同。据美国国家冰雪数据中心（NSIDC）的分析，2026年南极海冰于2月26日以258万平方公里达到最小，在48年的卫星记录中为第16低。虽然比1981至2010年平均低26万平方公里，但比2023年2月21日的史上最小值高出73万平方公里，与极端的过去四年相比已回到接近平均的状态。1月至2月威德尔海的强劲南风把海冰推向外海，也影响了当年的走势。

如何看待这次“回升”需要谨慎。正如NSIDC自己指出的，南极海冰逐年变动非常大，极端年份之后出现接近平均的年份并不意外。反过来说，仅凭一年既不能说“已经恢复”，也不能说“已经结束”。应当关注的不是单年数值，而是2016年之后水平本身下降一档的状态是否仍在持续。

为何突然减少——来自海洋一侧的变化

原因的解明仍在进行，但很早就有人指出仅靠风无法说明。海洋研究开发机构（JAMSTEC）的草原和弥等人在2025年发表的海冰—海洋模型研究中，把说明2016至2023年急剧减少并持续的主因归于热力条件，特别是海冰边缘以北亚极地海域海面水温的上升。也就是说，南极海冰不只是被上方的空气，更是被变暖的周围海洋从边缘削去。

这一视角之所以重要，是因为海洋中的热量比空气中的热量更难散去。即便某一年强风把海冰吹散扩展，只要下方的海水仍然温暖，第二年也只能形成薄冰。海冰变薄则夏季更易融化，融化后海面裸露又吸收太阳热量、使海水进一步变暖——这些累积起来，就表现为超越单年波动的水平下降。

冰的背面原来是牧场——冰藻与南极磷虾

海冰对生态系统之所以重要，不只因为它是“可以站上去的地板”。更本质的是，冰的背面是生产的场所。从水下仰望南极海冰，冰的底面有时呈褐色至黄绿色，那是被纳入冰内与冰下生长的微细藻类——冰藻的群落。

支撑弱光季节的、冰底的藻类

南大洋的冬季，太阳高度低、海面被海冰覆盖，风力混合又把表层水搅到很深。对浮游植物而言这是严酷的季节：光照不足，而且会沉降下去。然而冰藻被固定在海冰这个“浮子”上，因而能一直停留在水柱最上层，也就是光照最充足的地方。此外，海冰结冰时形成的细小盐水通道（卤水通道）中会浓缩养分，于是光与养分同时可得。

这些冰藻在春季海冰开始融化时被一举释放到水中，也成为沿冰缘发生的浮游植物大增殖（冰缘藻华）的种子。随着冰缘随季节南移，一条生产的传送带便朝南极大陆移动——南大洋高生产力正是由这种冰与生产的联动所支撑。

南极磷虾的幼体在冰下越冬

最直接利用这些冰藻的，是南极磷虾（Euphausia superba）的幼体。体长仅数毫米的幼体无法像成体那样在体内蓄积脂质，也经不起长期绝食。为了在水中缺乏食物的环境里存活，人们观察到幼体附着在海冰底面、刮取冰藻取食的行为。刊载于同行评审期刊《Frontiers in Marine Science》的研究通过同位素分析表明，来自冰藻的碳对磷虾越冬具有决定性的重要意义。

不过事情并不简单。刊载于《Nature Ecology & Evolution》的研究把冬季浮冰区形容为“可以躲避捕食者但食物匮乏的栖息地”。凹凸丰富的冰底面作为藏身处非常优越，但在那里能获得的食物量随地点与年份差异极大。近年的研究显示，像布兰斯菲尔德海峡那样的海域，幼体无论海冰多少都能以水中的浮游植物替代。“海冰减少则磷虾必定减少”并非单线条的图式——正因如此，才需要按海域进行实测。

生物量庞大，但分布正在向南偏移

南极磷虾的现存量在整个南大洋约为3.79亿吨，是地球上生物量最大的野生动物物种之一。在主要渔场西南大西洋区，2019年声学调查的推定值为6260万吨（变异系数13%）。这一庞大的生物量养育着南大洋几乎所有上位捕食者：鲸、海豹、企鹅、鱼类、乌贼与海鸟。

另一方面，作为四十年尺度的分布变化，多项分析显示磷虾的分布区正在向南收缩。尤其在大西洋区，栖息区北缘从1970年代到2010年代出现了个体数减少的报告。由于南侧海域相对稳定，尚不能断言“整体减少”，但分布中心向大陆一侧靠拢，对在北侧岛屿繁殖的企鹅与毛皮海狮而言，意味着觅食场变远。关于磷虾本身的详细生态及其在食物网中的位置，请参见南极磷虾支撑南极之海的理由。

波纹传到顶级捕食者——帝企鹅的繁殖失败

海冰减少对生态系统的影响中，迄今记录得最清楚的是帝企鹅的繁殖失败。它不是统计趋势，而是用卫星影像追踪特定年份、特定海域究竟发生了什么的记录，因此占据着重要位置。

2022年，五个群落中有四个没有养大雏鸟

英国南极调查局（British Antarctic Survey）的Peter Fretwell等人利用2018年至2022年的卫星影像，逐个繁殖季监测了南极半岛西侧别林斯高晋海的五个帝企鹅群落。结果确认，在2022年的繁殖季，五个群落中有四个没有一只雏鸟成功离巢。该海域中部至东部在2022年11月失去了100%的海冰。研究成果于2023年发表在同行评审期刊《Communications Earth & Environment》。

这份报告之所以具有开创性，在于它是首次把海冰面积的大规模收缩与帝企鹅广域繁殖失败明确联系起来的记录。个体数推算总有幅度，但“雏鸟未能离巢”这一结果解释空间很小，直接显示了影响的呈现方式。

为何必须是“不会移动的冰”

帝企鹅在与陆地相连、被固定住的海冰（固定冰）上繁殖。它们的繁殖时间表非常紧凑：大致从4月到次年1月需要稳定的冰，并在此期间完成产卵、孵卵、育雏与换羽。尤为决定性的一点是，雏鸟的羽毛要到离巢前夕才具备防水性。若冰在此之前破裂而落入海中，雏鸟既无法保持体温，也无法游泳。

也就是说，帝企鹅需要的不是“有冰”，而是“在必要的期间内一直不破裂”。即使海冰面积的平均值接近常年，只要时机与稳定性崩溃，繁殖就会失败。这里存在着仅凭面积这一指标无法捕捉的脆弱性。

向海豹、鲸与海鸟扩散的连锁

同样的逻辑也适用于其他动物。威德尔海豹与食蟹海豹把海冰当作产仔与休息的场所，而食蟹海豹与其名字相反，主食是磷虾。座头鲸与长须鲸在夏季的南大洋大量摄食磷虾，并依靠在那里积累的脂肪完成长距离洄游与繁殖。阿德利企鹅的觅食距离会随冰况大幅变化，繁殖成败取决于当年冰的分布。

这些物种寿命都很长，一年的失败并不会使种群消失。但对帝企鹅这类繁殖需要长期时间的物种而言，失败年份的连续会直接导致种群减少。对南极的大型动物来说，海冰这一基础的“稳定性”动摇，可能比食物不足更为直接的打击。

冰架是冰盖的“塞子”——从下方融化它的暖海水

接下来话题转向海平面上升的本体——冰盖。不过冰盖并不是在南极寒冷的气温下从表面融化的。南极内陆的年平均气温为零下数十度，表面融化只发生在极为有限的沿岸地区。尽管如此，冰盖仍在失去质量。原因在于，与海接触的部分正被从下方融化，陆地冰流入海中的速度因此加快。

塞子松动，后方的冰便加速

冰架漂浮在海上，但其侧面与底部接触海底隆起与湾壁，产生摩擦，为后方冰川的流动踩下刹车。这就是支撑（buttress）效应。当冰架变薄，或崩解而失去这一支撑，后方的冰川便加速流入海中，冰盖相应失去质量，海平面上升。冰架本身不抬升海平面，但冰架的变化左右着海平面上升的速度——这一间接因果，使南极成为“难以预测的大陆”。

让冰架变薄的主角不是大气，而是海洋。环绕南极大陆的绕极深层水（CDW）的温度比冰点高出数度。当这一水团涌上大陆架，进入冰架之下的空腔，冰就会从底面被削去。此处地形起着决定性作用：若大陆架上刻有深谷（海槽）并一直延伸到冰架之下，暖水便会以此为通道抵达深处。

东南极托滕冰川——日本观测解开的“热量通道”

把这条“热量通道”具体描绘出来的，是日本的研究团队。东京海洋大学的沟端浩平、北海道大学低温科学研究所的青木茂等人的研究组，综合分析现场观测数据与卫星数据，于2021年阐明：在东南极最大级别的托滕冰川外海定常存在的巨大海洋涡旋，正高效地把温度相对较高的海水输送向大陆一侧（国立极地研究所新闻稿）。从下方融化冰架的主要热量供给源，由此被定位为这个涡旋。

随后2023年的发布进一步给出了具体路径：暖水沿大陆架上深邃的碗状地形顺时针环流，其中一部分经由冰川前缘局部较深的海槽流入托滕冰川之下。托滕冰川虽位于东南极，但其后方所拥有的冰量相当于约4米的海平面上升。这也是“东南极是稳定的”这一前提被观测逐步改写的过程。

值得记住的是，这一系列研究是由日本的观测支撑的。南极观测船“白濑”的航行、破冰船无法抵达海域的直升机观测，以及系泊仪的全年观测。在严酷环境中踏实获取数据，正在提高全球尺度预测的精度。

西南极思韦茨冰川——名为海洋冰盖不稳定性的忧虑

在西南极，思韦茨冰川与派恩艾兰冰川最受关注。思韦茨冰川集水域的冰位于低于海平面、且向内陆越来越深的岩床之上。在这种形状下，冰一旦后退，接地线（冰离开岩床开始漂浮的边界）附近的冰就会变厚，流出量增加，后退进一步推进，形成自我放大。这就是海洋冰盖不稳定性（MISI）。思韦茨冰川所拥有的冰，单独就相当于让全球海平面上升0.5米以上的量。

不过，这一领域的理解也并非单向推进。在思韦茨冰川东侧接地带进行的实测报告显示，有些地方的底部融化比预想更受抑制。由于融化强烈依赖空腔形状与水的环流，“暖水到来就会一律融化”这样的简化并不成立。不确定性大，并不意味着危险小，而是意味着既可能偏高也可能偏低。

海平面上升——南极为何是最大的不确定性

那么，南极的冰实际失去了多少，又把海平面抬升了多少？这是数字最容易纠缠的领域。数值因观测手法（重力卫星、测高计、质量收支法）而不同，趋势也随时段的取法而变化。正因如此，才需要弄清哪个数字测量的是什么。

目前观测到的质量损失

据欧洲哥白尼气候变化服务整理的气候指标，从1979年到2024年底，南极冰盖累计失去4876±530吉吨的冰，使全球平均海平面上升13.5±1.5毫米。美国航天局重力观测卫星GRACE的数据显示，2002年至2020年平均每年失去约150吉吨，使海平面每年上升0.4毫米。国际合作项目IMBIE（整合24项卫星观测、42家机构80名科学家）报告，2012年以后损失速度提高到约三倍，达每年约219吉吨（折合海平面每年0.6毫米）。

与此同时，记录也并非单调减少。GRACE数据的分区解析报告显示，2011至2020年每年−142.06±56.12吉吨的损失，在2021至2023年转为每年+107.79±74.90吉吨的质量增加。主要原因被认为是东南极部分地区降雪增多，这也是变暖后大气可保有的水汽增加、南极降雪随之增多这一预期效应之一。这一增加并不能抵消损失，而是显示了数年尺度变动之大。

2100年的前景为何幅度如此之宽

坦率地说，未来预测的幅度依然很大。冰盖模型国际比较项目ISMIP6的推算显示，在高排放情景下，到2100年南极冰盖的贡献折合海平面为−5厘米到+43厘米。出现负值，是因为其中包含降雪增加超过流出增加的可能性。这一幅度之宽，正是南极成为全球海平面上升预测中最大不确定性的原因。

还有争议的是海洋冰崖不稳定性（MICI）。这一观点认为，冰架消失后高耸的冰崖暴露出来，会因自身重量崩塌，使后退急剧推进。若该过程在现实中起作用，南极的贡献可能大幅超出上述范围，甚至有人论证会使整体海平面上升量翻倍。MICI实际影响多大尚未定论。作为IPCC的综合前景，到2100年全球平均海平面将按排放情景上升约0.5米至1米，其中包含冰盖与冰川融化以及海水热膨胀的全部贡献。

这对日本沿岸意味着什么

“50厘米或1米”这样的数字，作为平时水位的说法或许显得不大。但决定沿岸灾害损失的不是平均水位，而是风暴潮、大浪与大潮叠加时的极值。平均水位上升，会直接抬高同一场台风所能到达的高度。低洼地的淹水面积、堤坝的余裕高度、沙滩后退、地下水的盐水入侵、排水功能的极限——影响会比水位的上升量更大。关于日本沿岸会发生什么，请参见海平面上升与日本的海岸。

另一点需要留意：南极冰融化带来的海平面上升在全球并不均匀。巨大的冰盖以自身重力把周围的海水吸引过来，冰减少后这种引力减弱，附近的海平面相对下降，而远处的海平面上升更多。由于这一重力效应，远离南极的北半球中纬度地区——包括日本——可能出现超过全球平均的上升。相对于地理距离，南极的变化在日本回响得更强。

南极与世界的海洋和气候相连

南极的变化之所以成为问题，不只在于海平面上升与当地生态系统。南极还是驱动全球海洋环流与热量分配的机房。在那里发生的变化，会越过赤道传向世界的海洋。

南极底层水——推动海底的泵

在南极沿岸，海冰结冰时排出盐分，使周围海水变为高盐分，极度冷却又生成沉重的水。这就是南极底层水，是地球上最重的海水，向世界所有大洋的底部扩展。它把氧气送入深层，长期封存热量与碳，并成为千年尺度海洋大环流的一方驱动源。

这一底层水也观测到了变化。北海道大学低温科学研究所、JAMSTEC与东京海洋大学等的共同研究团队确认，在澳大利亚—南极海盆的南极大陆近旁，从1970年代到2010年代前半，底层盐分持续下降，同时底层水的量也持续减少——这一图景是：来自冰盖与冰架的融水增多使表层变轻，沉重的水更难下沉。该团队2020年发表于《Scientific Reports》的分析还报告，这种连续的低盐化一度停止，转入盐分急剧升高的阶段。海洋环流并非单向单调变化，而是在大幅摆动中运行。

下沉减弱，则向深层供给的氧气减少，把热量与碳输送到深处的作用也减弱。与在大西洋一侧被讨论的热盐环流（AMOC）减弱并列，南极一侧的下沉是全球环流的另一根支柱。若两端同时减弱会带来什么结果，目前还看不清楚。

白色盖子消失后，海洋开始吸收热量

海冰的另一个作用，是充当反射阳光的镜子。海冰与雪面反射入射光的大部分，而开阔的海面则相反，吸收其大部分。海冰减少、暗色海面扩展，同样的日照下海洋接收的热量就增加，海水温度上升，海冰更难生成。这一冰—反照率反馈常被用于讨论北极，但在南极也贯穿季节地起作用。

此外，海冰减少后海浪更容易抵达沿岸。由于海冰也是保护冰架边缘免受海浪冲击的缓冲垫，海冰后退会从力学上削弱冰架边缘，使其更易崩解。海冰（不抬升海平面的冰）的减少削弱冰架（同样不抬升海平面的冰），而这又加快冰盖（会抬升海平面的冰）的流出——在南极，这样的“连结”随处可见。

9000年前的教训——融化引来融化

有一项研究把这种连结从过去的记录中提取出来。以国立极地研究所为核心的14家机构共同研究团队于2025年11月，结合海底沉积物分析与数值模型，阐明了约9000年前温暖的海洋深层水自外海流入湾内，导致冰架崩解，引发南极冰盖迅速缩小。他们还发现了一种反馈机制：融水强化了海水的层结构造，而这又促进了深层水的流入。

研究团队由此指出，南极冰盖具有“某处的融化会促进周围融化并连锁扩散”的性质，可能发生所谓的倾覆连锁（tipping cascade）。这并不是说越过某一点世界就会终结，而是指出这样一种性质：局部的变化会传向邻近区域，整体朝着难以回头的方向推进。未来预测幅度之宽的部分原因也在于此。

对遥远的南极，我们能如何参与

南极不属于任何国家，在《南极条约》之下向和平利用与科学研究开放。个人在当地几乎无事可做。即便如此，对南极冰的走向确实有效的行动是存在的。若要排序，从效果大的开始列举才算诚实。

最有效的，仍然是减少排放

融化南极冰的热量，是大气中增加的温室气体在地球上蓄积的热量。其中九成以上被海洋吸收，并作为绕极深层水被送到冰架之下。也就是说，减排是对南极冰直接有效的对策。ISMIP6的预测幅度会随排放情景大幅变化，反过来说，我们的选择仍然能够改变2100年南极的样貌。

个人生活中能做的事朴实但确实：把电力合约换成可再生能源比例高的方案、提高住宅保温性能、把出行方式转向铁路与自行车、减少食品损耗。这些都很难让人感到是“为了南极”，但从作用于热量总量这一点上是一致的。关于海洋如何吸收碳、这一能力能维持到何种程度，请参见海洋碳吸收的饱和。

磷虾渔业与海洋保护区——如何对待南大洋的资源

在南大洋，南极磷虾被商业捕捞，用于养殖饲料与磷虾油（保健品）等。管理由南极海洋生物资源保护委员会（CCAMLR）负责，在主要渔场西南大西洋区（第48区），自1991年以来年捕捞上限设定为62万吨。相对于推定生物量6260万吨，约为1%的水平，量本身较为克制。

问题不在总量，而在地点与时期的重叠。渔业集中在磷虾密集聚集的海域，而那里往往与企鹅和毛皮海狮在繁殖期觅食的场所重合。即使整体尚有余裕，只要繁殖群落附近的食物在局部变薄，就会波及上位捕食者。近年持续有讨论（如刊载于PNAS的建议）主张，应把捕捞上限按海域与时期更细致地重新分配。作为消费者，我们可以选择确认磷虾来源的保健品或饲料是否真有必要，并查看认证与采购方针。

持续观测，以及保持了解

本文列出的数值几乎都来自卫星与人亲赴现场测量的数据的组合。南极观测船“白濑”的航行、昭和基地的全年观测、系泊仪的布放与回收、破冰船无法进入海域的直升机观测。托滕冰川的“热量通道”之所以被弄清，正因为有这些踏实观测的积累。日本的南极观测是自1957年第一次观测队以来延续的长期事业，其本身的持续就是支撑全球预测精度的公共财产。

而且，了解本身就有意义。看到“南极海冰创最小记录”的新闻时，能明白那不是关于抬升海平面的冰，而是关于冰藻、磷虾与企鹅的基础。听到“南极的冰似乎增加了”时，能明白其中混入了降雪增加这一另外的过程，并不否定长期的损失。仅仅具备这样的分辨率，就能不被极端的悲观或轻易的乐观所裹走。南极不是可怕的地方，而是一个被组装得惊人精巧的系统。了解这种精巧，正是想要守护它的心情的起点。