北极海冰变化对农产品市场影响几何？

龙听

   近年来，极区高温频繁出现，海冰范围逐年降低。海冰减少是近年来北极气候变化带给人们最直观的印象，而它也切实影响着我们的生活。北极海冰减少与冬季气温、降水情况密切相关，对于我国来说，会导致冬季极寒气温增多，“寒冬”频现。若9、10月北极海冰异常变化，带来北方秋季早霜，则可能对玉米、大豆、红枣甚至棉花等作物的产量或质量产生较大影响。

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2021-6-17 09:21

北极海冰变化趋势

2020年6月20日，位于北极圈内的俄罗斯西伯利亚小镇维尔霍扬斯克测得38℃高温，打破北极圈内有记录以来的最高温度纪录。虽然维尔霍扬斯克曾经出现过极端温差，当地曾测得零下68℃的极端低温，最高温则为37℃，温差105℃，但是38℃的高温现象依旧引发强烈的关注。

全球变暖

气候变化正在真实地发生着，全球气候变暖问题日趋严峻。如果变暖趋势加剧，很可能影响大气环流，让越来越多的冰川融化，进而改变全球的降水量分布，影响整个地球的生态系统。

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2021-6-17 09:21

图为北极海冰月度走势

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2021-6-17 09:21

图为北极海冰日度走势

美国国家航空航天局（NASA）和美国国家冰雪数据中心（NSIDC）的观测数据显示，2021年4月，北极海冰面积平均为1384万平方公里（534万平方英里），这比2019年创下的当月最低纪录高出41万平方公里（15.8万平方英里），但是比1981至2010年的平均值低了85万平方公里（32.8万平方英里）。

近20年来，北极海冰面积正在逐步缩小。到2021年4月，海冰面积的线性下降率与1981年至2010年的平均范围相比，为每10年2.6%。根据2021年和1979年线性趋势值的差异，2021年4月，在43年卫星记录中累计的冰层损失为162万平方公里（62.5万平方英里），相当于得克萨斯州面积的2.3倍。

AO以及AD模式对比

北半球大气环流变化模式主要有北极涛动（AO）、北大西洋振荡（NAO）和北极偶极异常（AD或DA）。这些大气环流变化模式可以部分解释不同时间尺度、不同时期海冰的变化。AO对于海冰的影响，主要是通过气压影响海冰输出。AO处于负位相时，极地高气压以及中纬度低气压同时增加，更容易导致极地变暖，冷空气南下，北极海冰的输出增加。从当前的AO指数来看，2021年以来在4月转为正位相后，又转为负位相。

AD对于北极海冰的影响体现在，上一年12月—当年2月的AD平均指数与2月北极海冰范围正相关，5—8月的平均AD指数与9月北极海冰范围负相关。冬季，北极海冰密集度对AD型风场的变化不敏感，负位相的AD型大气环流通过热力作用或风驱动以外的强迫作用造成大西洋扇区边缘海海冰密集度减小；夏季，正位相的AD型大气环流影响下，东格陵兰海之外的海区海冰密集度减小，这种影响主要来自于风场强迫，风场以外的强迫作用对大西洋扇区边缘海和巴伦支海海冰密集度偏小也有重要贡献。

回顾2000年以来的AD指数，可以发现，2007年AD强正位相，对应强海冰输出；2012年AD弱正位相，对应弱海冰输出；2020年AD弱负位相，对应极弱海冰输出。自2012年之后，没有新的海冰最小值记录出现，这和AD指数走弱有一定的关系。展望2021年的情况，海冰初始值相对偏低，如果夏季AD指数增强，增加海冰输出。另外，再加上一个强气旋的帮助，新的海冰最小值记录会很容易出现。

北极海冰变化对气候的影响

北极海冰作为气候系统的重要组成部分，若其面积发生变化，则会引起海气之间的热量、动量及物质交换的显著改变。北极海冰的时空变化构成了北半球高纬度气候扰动的关键因子，因而，也成为气候变化的最重要的指示器。

对气温的影响

结合目前的大多数研究，一般认为北极海冰变化与欧亚大陆部分地区的夏季气温异常存在着某种关系。春季北极海冰的异常信号，一定程度上可以成为预测北半球中纬度夏季气温的先兆指标。对于国内气温来说，当北极海冰异常偏多时，导致华北地区以上升气流为主，造成该地区夏季降水偏多，气温异常偏低；而在长江中下游，以下沉气流为主，造成该地区夏季降水偏少，气温异常偏高。

北极海冰面积与北半球冬季极端低温也有较为紧密的关系，当秋冬季北极海冰偏少时，极地冷空气更容易向欧亚大陆侵袭，造成欧亚大陆和我国部分地区冬季的温度异常偏低。但北极海冰不同区域对极端低温天气的影响程度有所不同，相关的科学研究表明，波弗特海-楚科奇海（130°W—180°W，68°N—78°N）和巴伦支海-喀拉海（15°E—120°E，65°N—84°N）的海冰与北半球冬季极端低温事件较为密切。

更具体地来看，9、10月波弗特海-楚科奇海的海冰和10、11月巴伦支海-喀拉海的海冰对北半球冬季极端低温事件指示性更强，以上两个关键海区的海冰面积与极端低温事件的相关系数分别达到-0.48和-0.52。对于我国来说，北极巴-喀海区也是影响我国冬季冷空气活动的关键海区，其海域海冰范围与我国强寒潮事件的极端强度和发生频次有较为显著的相关关系。

对降水的影响

北极海冰的变化对我国长江流域的降水亦有着较为明显的影响。较长期的历史数据进行回顾和分析表明，长江流域主汛期降水与前一年7月及当年2—5月的海冰总面积相关性较大，其中与当年2—5月的关联更强。从空间分布来看，当年2—5月海冰总面积与长江上中游干流以及嘉陵江、汉江上游的降水有较大范围的显著正相关。

进一步的研究表明，2—5月有两种海冰模态与长江流域主汛期降水密切相关。第一种模态巴伦支海、鄂霍次克海海冰面积偏多、波佛特海海冰面积偏少时，通常对应当年6—8月长江上中游干流附近、汉江上游、雅砻江降水偏多。第二种模态北极群岛、楚科奇海和拉普捷夫海以北海域海冰面积偏多，对应当年6—8月两湖水系降水偏多，嘉陵江上游、汉江上游偏少。反之则相反。

对热带气旋的影响

北极海冰的异常变化更是与西北太平洋热带气旋有着较大的关系，在一定程度上甚至可以作为一个预测西北太平洋热带气旋活动的因子。通过历史冬春季（12月到次年5月）海冰面积与各月热带气旋生成频次进行相关分析可以发现，冬春季海冰与热带气旋的生成频次相关性在9月最好，10月份次之，分别为正相关和负相关，相关度超过90%统计检验。冬春季海冰面积指数与热带气旋强度均为负相关关系，冬春季海冰面积偏多时，热带气旋强度较常年偏弱，冬春季海冰面积偏少时，情况相反。

北极海冰变化与农产品投资线索

气候是影响农业生产的关键变量，尽管目前关于北极海冰的影响及我国乃至北半球气候变化的路径尚在进一步认识中，但北极海冰与气候变化的这种相关关系却为我们提供了一些把握未来农产品潜在天气题材的蛛丝马迹。

根据近年来相关气象机构的观测数据可以发现，在全球持续变暖、AO以及AD等对于北极海冰输出的影响下，北极海冰的面积长期存在逐步降低的趋势。以下结合北极海冰对天气方面的影响，分温度、降雨以及气旋三个方面阐述其对农产品的潜在影响。

首先，从北极海冰数据对气温的影响来看，2021年春季北极海冰减少，整个欧亚大陆呈现变冷信号已经得以体现。4月欧洲的寒潮霜冻天气以及亚洲倒春寒现象普遍都已经开始反映北极海冰减少带来的影响。对于未来而言，9、10月北极海冰的范围变化尤其值得关注，其对秋冬季的极端低温事件具有一定的预测意义。而我国东北、新疆地区也是重要的农产品种植区域，其中东北地区是大豆、玉米的主要产区，新疆是棉花、大枣的主要产地。若9、10月北极海冰异常变化，带来北方秋季早霜，则可能对玉米、大豆、红枣甚至棉花等作物的产量或质量产生较大影响。

其次，由于2—5月海冰总面积与长江上中游干流以及嘉陵江、汉江上游的降水有较大范围的显著正相关，从NSIDC的观测值来看，目前北极的巴伦海、白令海及鄂霍次克海海冰面积明显偏少，意味着6—8月长江中上游区域降雨减少的概率较大。长江中上游是国内水稻的主要产区，6—8月亦是中晚稻生长的关键时期，若届时降雨减少的程度很严重，则可能对水稻生长造成较大的不利影响。在国内整体三大谷物库存快速下降的背景下，需对此类风险给予更多的关注。

最后，冬春季海冰面积明显低于均值，热带气旋在9月生成的频次预计增多，而10月较少，热带气旋的强度预计较强。随着全球天气的变暖，我国台风登陆的比例总体呈现提升的趋势，一些原本罕见台风的地区也开始得到台风更多的“光顾”。例如2020年8月下旬到9月上旬，在近半个月的时间内，接连有3次台风北犯东北玉米产区，给当地玉米造成了很大的损失。而传统沿海区域华南属于甘蔗的主产区，台风对于生长期的甘蔗也会有一定的影响。例如2014年超强台风“威马逊”导致广东、广西以及云南的甘蔗严重受灾。对于今年而言，由于冬春季北极海冰面积总体偏低，9月热带气旋发生的次数较多，若强度较大，且进入沿海农作物产区，则可能带来炒作的题材。