北极海冰已达到今年的最大范围，峰值出现在3月21日。
这是有记录以来并列第七低的冬季峰值（与2007年并列），该卫星记录已跨越四十多年。
专家在此解释其含义，并将其置于背景中加以说明。
临时估算值来自国家冰雪数据中心（NSIDC）位于科罗拉多州，数据显示今年冬季最大范围比1981至2010年平均值小870,000km2。
国家冰雪数据中心将今年的这一里程碑描述为“平淡的最大值”，但指出它紧随海冰“非凡”的一年之后。2020年9月北极夏季最低值为有记录以来第二低，随后海冰再生速度异常缓慢，导致2020年10月北极冰盖创下纪录低水平。
与此同时，在地球的另一极，南极海冰最低值为2.83m km2，出现在2月21日，为卫星记录中第12低值。
“平淡的最大值”
北极海冰范围全年都在变化：冬季增长，于2月或3月达到全年峰值，随后在春夏两季融化，通常于9月降至年度最低值。
科学家利用卫星数据追踪海冰的增长与融化。这使他们能够精确确定海冰达到冬季最大范围的具体日期，并记录其规模。这一指标与夏末最低值一道，是追踪北极海冰“健康状况”的关键指标之一。
下图显示了今年冬季的北极海冰范围（蓝线），并与2011–12年（绿色虚线）、2012年（创下夏季最低纪录的年份）以及1981至2010年平均值（灰色）进行了比较。北极海冰范围按海洋中海冰覆盖率至少达15%的区域面积计算。
今年的初步数据表明，北极海冰于3月21日达到年度最大值14.77km2，为有记录以来并列第七低的北极最大值。
国家冰雪数据中心表示，这是一次“平淡的最大值”，并指出该值比1981至2010年平均最大值低870,000km2，比2017年录得的最低最大值高360,000km2。
下图显示了2021年3月21日的海冰范围，并与当日1981至2010年的平均范围进行了比较，后者以橙线表示。
“今年的海冰最大值距离纪录并不接近，但与2000年之前的任何一年相比仍然相当低，”国家冰雪数据中心的高级研究科学家兼其科学团队首席科学家Dr Ted Scambos解释道。
下图由Dr Zack Labe，任职于科罗拉多州立大学的博士后研究员绘制，展示了自1979年以来每次北极海冰最大值时的海冰范围。红线表示2021年的水平。
“北极冬季海冰范围与9月的年度最低值之间几乎没有相关性，”Labe告诉Carbon Brief。
“我们知道，海冰具有在异常偏低的最低值之后恢复的能力，2008年和2013年也出现过同样的情况，”Dr Isobel Lawrence补充道，她是极地观测与监测中心的研究员，隶属于利兹大学。她告诉Carbon Brief：
“这是因为夏季裸露海洋吸收的额外热量在秋季和冬季迅速释放，从而导致海冰快速增长。这是一种负反馈机制，使冰层能够在极端夏季融化事件后恢复。”
据国家冰雪数据中心称，今年的最大值出现日期比1981至2010年平均日期（3月12日）晚了九天。
海冰“非凡”的一年
今年的海冰增长季以有记录以来第二低的北极海冰最低值开始，仅次于2012年。最低值记录于9月15日，当时海冰覆盖范围降至3.74m km2。
国家冰雪数据中心称，这一异常偏低的最低海冰范围部分归因于当时北极涛动处于强正相位，该相位使风场将冰从西伯利亚海岸经极点输送出北冰洋。这使西伯利亚海岸沿线的冰层变薄，更易融化。
下图显示了2020年的海冰最低值（红线）。前几十年的年代平均海冰范围以虚线表示，而往年海冰最低值的日期与范围则以彩色圆圈标示。
据Labe称，9月最低值之后北极海冰的增长“是有记录以来最慢的之一”。与1981至2010年平均值相比，北极海冰范围的创纪录差值记录于10月24日。Labe告诉Carbon Brief，当月还有更多海冰纪录被打破：
“2020年10月海冰范围和体积均为有记录以来的最低值。10月中旬的某一时刻，卫星观测到有记录以来最大的北极海冰异常。秋末大面积的开阔水域促成了进入11月时的异常温暖，尤其是在西伯利亚海岸附近。”
下图显示了2020年10月的海冰范围，并与该月1981至2010年的平均范围进行了比较，后者以粉线表示。
“从10月13日至11月初，每日海冰范围是卫星记录中当日的最低值”，据NSIDC称。低海冰范围使北极各地在整个11月都留下了大片开阔水域，这些水域向大气散失热量，并导致海洋表面附近形成热点。
NSIDC补充称，这些热点周围的近地面气温局部比长期11月平均值高出12°C以上。与此同时，2020年11月北冰洋大部分地区的气温高于平均水平，其中波弗特海和楚科奇海、巴伦支海北部以及拉普捷夫海比平均值高出4至6°C。
与往年的规律一致，海冰增长在10月最后一周加速。事实上，国家冰雪数据中心表示，2020年11月录得有记录以来最快的平均每日增长率，其中第一周增长尤为迅速，此时上层海洋将剩余的夏季热量释放回大气。
然而，由于年初海冰水平异常偏低，国家冰雪数据中心表示，2020年11月的海冰总范围以及12月初的每日海冰范围仍均为有记录以来第二低。
12月，北极涛动从强正相位转为负相位，据NSIDC称。北极涛动描述了北极地区及北半球中纬度地区的气压分布格局。据国家冰雪数据中心主任Mark Serreze教授，北极气候与天气领域专家：
“北极涛动从一种模态转换为另一种模态时，这代表着大气环流（即风的吹动方式）发生了根本性的变化。”
国家冰雪数据中心科学家Dr Walt Meier补充道：
“当北极涛动处于正相位时，极涡通常是一个整洁、紧致的圆形，寒冷空气和可恶的冬季风暴被远远地“隔离”在文明世界之外。当北极涛动处于负相位时，极涡更加曲折，不守规矩的天气可能肆虐，并打破降雪纪录。”
这导致北冰洋上空形成高压，并伴有相当强烈的“波弗特海高压”气压型，即以波弗特海为中心的高压中心，主要出现在冬季。它还导致大西洋和太平洋亚北极地区形成低压。
这一气压差驱动了风场，有助于北极部分地区保留较老、较厚的冰层，据Julienne Stroeve教授，极地观测与建模教授，任职于伦敦大学学院，并兼任国家冰雪数据中心高级研究科学家。她告诉Carbon Brief：
“冬季部分时段波弗特海上空异常偏高的气压，实质上减少了海冰经弗拉姆海峡（格陵兰与斯瓦尔巴群岛之间的水道）的输送，并有助于加厚加拿大扇区的冰层。”
年末时，2020年12月北极海冰平均范围在卫星记录中为第三低。“2020年北极气候非同寻常，但这一年以较不引人注目的12月收尾，”NSIDC表示。
新的一年
今年的海冰格局与去年相比不那么引人注目。虽然1月海冰范围一直低于平均水平，但到月中，其范围已回升至2011至2020年平均值之上，NSIDC表示。总体而言，2021年1月的海冰范围为有记录以来第六低的1月。
国家冰雪数据中心指出，虽然1月北极大西洋一侧的气温远高于平均水平，但西伯利亚上空的气温则低于平均水平。此外，年初发生了一次平流层突然增温事件，导致极涡减弱，Labe告诉Carbon Brief：（更多详情请参见Carbon Brief的解释文章。）
“未来一个有趣的研究问题是，1月份平流层突然增温事件之后极涡的减弱，可能如何影响北极海冰。虽然极涡位于大气高层，但它与影响北极海冰运动的近地表天气格局存在间接联系。”
2月出现了“异常强劲的顺时针波弗特环流海冰环流”，这与北极涛动的负相位一致，据NSIDC称。这种环流模式有时与一种“波状急流”有关，该机构补充说，它可能导致低纬度地区出现冷空气爆发，并与得州“深度冰冻”相关。
下方动画展示了2021年初的海冰范围与2007年、2012年和2020年的对比。2021年由移动的黄线表示，同时显示2007年（粉色）、2012年（白色）和2020年（蓝色）。静止线则显示过去四十年的年代平均值。
Labe告诉Carbon Brief，今年符合预期趋势，是“一个很好的例子，说明年际变化如何影响北极海冰范围，尽管整体长期呈下降趋势”。
南极洲
北极海冰范围在冬末向年度最低值增长时，南极则呈相反格局，大约同期减少至年度最低值。今年南极海冰最低值出现在2月21日，为2.83m km2，使其成为卫星记录中第12低。
