近年來，隨著全球變暖加劇，北極及其鄰近區域氣溫的破紀錄事件頻繁發生，這將產生五大方面的主要影響。
一是對中緯度天氣氣候的影響。北極變暖不僅影響北極地區，還對中緯度地區的天氣氣候產生重要影響。
北半球中緯度地區是世界人口的密集區，在北緯20度～65度的溫帶和亞熱帶區域內居住著全球約80%的人口。北極變暖後，北極和中緯度地區的溫度梯度減小，導致大氣的正壓性增強，易導致中高緯度地區極端天氣的發生。
研究表明，北極變化與中國極端高溫、極端低溫、強降水、暴雪、霾日數，以及歐洲的高溫熱浪，歐亞大陸北部冬季變冷趨勢，美國東北部暴風雪等密切相關。比如，在北極加速變暖的階段，美國東北部發生強暴風雪的城市數量明顯增加。
因此，在人口密集的北半球中低緯度地區，越來越頻繁的極端天氣氣候事件，將對人類生命和財產安全構成直接挑戰。
二是對海平面的影響。
北極海冰預計最早到2044年就將全部融化，屆時途經北冰洋的西北航道將完全開放，將會減少約1/3的航運成本。海冰融化不會導致海平面上升，但隨著北極變暖加速，格陵蘭冰蓋會進一步融化，如果格陵蘭冰蓋完全融化，全球海平面將上升約7米，全球上百個海濱城市包括中國的上海和廣州都可能被海水淹沒。
假設更極端的情況，如果南極冰蓋、格陵蘭冰蓋、陸地冰川等的冰層都全部融化，海平面將會上升約66米，各大洲絕大部分人口最集中、最繁榮、最發達的沿海城市都可能被淹沒。屆時，我國華北大部分（包括北京和天津）、華東部分、珠三角地區，英國倫敦、美國佛羅裡達州、墨西哥灣等大部分區域，以及日本東京、京都等大城市都可能難逃厄運，日本領土會被海水撕裂成十幾個小島，更慘的是擁有1.6億人口的孟加拉國全國都可能沉入水底。
一個關於冰蓋消融的最新消息是，據美國有線電視新聞網（CNN）報導，由於全球變暖，加拿大境內兩座北極冰蓋已完全消失。數據顯示，在1959年，兩座冰蓋中較大的一座面積約7.8平方公裡，較小的約2.8平方公裡。然而在美國國家航空航天局7月份拍攝的最新圖片中，這兩座冰蓋皆消失不見。
三是對人體健康的影響。
北極變暖會導致中高緯度凍土解封，對建造在凍土之上的高速路、管道、軌道、橋梁等基建造成較大的安全隱患，藏於其中的史前病毒也可能會被釋放到自然界之中。
極端高溫熱浪會對人類的健康產生有害影響，導致抑鬱、心臟病發作等各種疾病。2003年夏天襲擊歐洲的高溫熱浪，在整個歐洲大陸奪去了超過7萬人的生命，其中大部分是老年人。一項研究顯示，美國每年超過600人死於中暑。
2019年夏季，歐洲諸多國家和地區都經歷了前所未有的高溫熱浪天氣。法國衛生部數據顯示，2019年6月24日～7月27日間連續兩輪高溫天氣，共導致1435人死亡。
在2013～2015年，上海市高溫熱浪期比非高溫熱浪期人群非意外死亡風險增加8.78%，冠心病死亡風險增加15.83%。2013年上海高溫熱浪相關的超額死亡人數（超過該地區既往平均死亡人數）為1347人，佔總超額死亡人數的71.3%，是2003～2012年熱浪相關超額死亡數平均值的3.9倍。
四是對動物的影響。北極氣溫升高造成的冰面融化給北極地區的動物生存帶來嚴峻挑戰。
北極熊位於北極地區生物鏈的頂端，已被國際自然保護聯盟（IUCN）列為瀕危動物。過去20年間，由於海面結冰時間不斷推遲，母北極熊的體重越來越輕，隨之而來的是生殖率和幼崽成活率的下降。
2006年，挪威北部斯瓦爾巴德群島水域一塊浮冰上的北極熊。由於全球氣候變暖，這裡的積冰正在加速融化。新華社發
五是對植被和農業的影響。
隨著北極氣候變暖，北半球中緯度地區頻頻發生極端高溫事件，森林火災的風險越來越高。
僅2018年上半年，歐洲就發生了450起大規模的森林火災，且嚴重森林大火的數量比過去10年多了40%，其中希臘的森林大火是歐洲1900年以來最大的森林火災。
2020年新年伊始，澳大利亞一場「災難級」的山火進入了全球視野，整個世界都為之揪心。據統計，有5200萬隻哺乳動物、6200萬隻鳥、3.89億隻爬行動物在這場大火中喪生，1070萬公頃森林和灌木被損毀。大量森林被毀，會導致地面反照率下降，吸收更多太陽輻射，還會導致大量的二氧化碳被釋放到大氣中，進一步加速全球變暖。
北極加速變暖會導致格陵蘭冰蓋進一步融化，引起海平面上升，海水會向內陸倒灌使得鹽土向內陸擴展，從而導致土地鹽漬化和沼澤化，靠近沿海地區的種植面積會因此急劇減少，造成糧食產量下降。
全球氣候變暖將使世界主要糧食帶向極地擴展，並且擴展的速度是年平均氣溫每提高1℃，地球中緯度地區的農作物等將向兩極推進150公裡左右，會使較為寒冷的高緯度地區的農作物生長期延長，產量相應增加。而世界上主要產糧地區是分布在中、低緯度地區，高緯度地區的耕地面積有限，因此高緯度地區所增加的糧食產量遠遠不能補償其他地區糧食的減產。( 肖棟 丁明虎，中國氣象科學研究院青藏高原與極地氣象科學研究所)
你能想像沒有冰的北冰洋嗎？美國加利福尼亞大學洛杉磯分校一項發表在英國《自然·氣候變化》雜誌上的研究認為，這樣的場景最早可能在24年後成為現實。受人類活動導致的氣候變化影響，自2044年到2067年之間的某個時間開始，北冰洋每年夏天都可能出現海冰完全消融的情況。
我們為什麼要關注遠在北冰洋的海冰？因為，北極海冰的變化不僅對局地氣候有顯著影響，而且對全球的大氣、海洋系統都有持續影響。更重要的是，極地海冰和氣候變化對中高緯度地區的氣候，特別是我國氣候產生的影響十分顯著。
近30年來，北極氣溫上升速度達到全球平均值的2倍，被稱為「北極放大」現象。在此升溫背景下，2020年極地海冰7月面積降至40年來最小，這一現象不得不引起我們的關注。
2014年7月1日，在北冰洋海域拍攝的一處冰川。新華社記者 戴天放 攝
北極地區是全球氣候變化響應最敏感的區域，雖然北極海冰只覆蓋了全球海洋面積的一小部分，但其在地球系統中卻扮演著非常重要的角色。北極海冰不斷融化，會對全球自然生態環境產生一系列蝴蝶效應。
首先，海冰融化加劇全球氣候變暖趨勢。北極海冰一直被認為是氣候變化的放大器和指示器。北極海冰與氣候是相互作用的反饋過程，第一，北極海冰覆蓋範圍持續縮減，使地球表面的太陽反射減少，吸收熱量增多，氣候持續變暖，北極海冰融化速度進一步加快；第二，北極海冰對海洋與大氣間熱量交換具有抑制作用，隨著海冰不斷融化，太陽輻射直接進入海水，海水不斷吸收熱量，加劇了海洋和大氣間的熱量交換。
其次，北極海冰融化幹擾生態系統。冰層融化影響北極地區生物的棲息和生存。美國地質勘探局的科學家表示，由於北極海冰融化，北極熊不得不到阿拉斯加北部的陸地上進行繁殖，導致繁殖成功率下降，獵物也相應減少，捕食期越來越短，對北極熊的生存造成影響。此外，北極冰層的融化造成北極狐食物減少、海豹棲息地改變、海鳥養育後代困難、冰藻數量急劇減少等一系列問題，威脅著北極生物的生存。
北極冰層的融化帶來的影響絕不僅僅涉及北極地區生物，還關係到人類生存的環境。冰層的融化改變了北極魚群的生存環境，漁場分布發生變化，將直接影響周邊國家漁業發展。此外，隨著北極冰層減少，海水裡的營養物質含量降低，威脅到以這些營養物質為主要食物來源的海洋魚類和浮遊生物；食物的減少會使一些種群開始萎縮，進而威脅到以魚類為主要食物的食肉動物的生存；食物鏈變得日漸脆弱，最終將影響包含人類在內的整個生態系統。
海冰減少還會帶來海洋酸化和永凍帶汙染物大範圍擴散等重大環境問題，影響海洋生物可利用的光合作用總量，影響大型哺乳動物的生存環境。
第三，北極冰層融化加劇水分循環。冰層是全球淡水的重要來源，儲存著全球70%以上的淡水，是地球上最大的淡水庫。短期內，冰層融化可增加周邊河流水資源的供給，通過水分循環使降水增多，緩解乾旱地區水資源短缺的狀況，改善生態環境，對灌溉農業的發展和缺水地區生物的生存具有積極作用。但從長期來看，冰層融化會造成未來水資源供應不足。
最後，北極海冰融化改變大洋環流。由於北極冰層融化及降雨量增加等因素，大量淡水匯入北大西洋和北太平洋，影響了北極附近的海水濃度。在過去的幾十年裡，流向南部的深層海水鹽度變得越來越低，原因是北極冰層融化形成了大量淡水，通過海水運動匯入北大西洋，改變了這些海域的海水鹽度。
北極附近海域狀況的變化會使氣候信息隨著「大洋傳送帶」輸送到全球各大洋，從而影響全球海洋氣候。如北大西洋淡水的增加會影響墨西哥灣暖流，並對北大西洋暖流造成破壞，正是這些暖流把溫暖的表層水從加勒比海帶到歐洲西北部，使大陸形成溫暖的氣候，而北大西洋暖流一旦被切斷，就會影響到整個海洋環流系統，這樣，北極冰層融化將會通過改變海洋環流的結構和布局而影響全球氣候。
事物的變化往往具有兩面性，北極海冰融化對全球氣候、生態等產生消極影響的同時，也產生了一定的積極影響。
北極地區的資源價值將進一步顯現。北極海域的冰層融化使北冰洋底的石油、天然氣等海洋資源的開採變得可行。北極海域洋底的一半為大陸架，自然地質特徵決定了北極海域擁有豐富的石油、天然氣及礦物質儲量，但是過去北極海域常年冰封，惡劣和艱苦的氣候條件使開發這些海洋資源遙不可及。而氣候變暖使曾經長期被人忽視的海域，在不久的將來可以變成開發利用的「風水寶地」。
北極航線的經濟價值將得以實現。北極航線是指北冰洋上連通太平洋與大西洋的航線，目前包含西北航線和東北航線，前者為繞過加拿大北部的航線，後者為繞過西伯利亞北部的航線。這兩條航線更接近球面上兩點之間的最短連線（大圓航線），是連接太平洋北部與大西洋北部的最短航線。未來，由西北航線和東北航線形成的新「大西洋-太平洋軸心航線」，將成為北美、北歐和東北亞國家之間最近的海上通道，亞、歐和美洲之間的航線將縮短6000~8000公裡。
北極航線通航的重要意義體現在它連接的是世界最為發達的經濟區域。世界經濟發達國家大多集中在北半球的中高緯度地區，北極航線為這些國家的經濟貿易提供了更便捷的通道。北極航線一旦全線開通，必將對世界航運格局產生重大影響。(李振福，大連海事大學交通運輸工程學院教授、博導，大連海事大學極地海事研究中心主任；段偉，大連海事大學交通運輸工程學院博士研究生)
由於溫室效應導致全球氣候變暖，原本覆蓋在北極的厚厚的冰層正以驚人的速度融化。北極圈洋流系統和生態系統也隨之發生變化，一系列意義深遠的影響接踵而至。
2020年新冠病毒的肆虐，對全球經濟發展和人們身體健康都帶來極大危害，科學界開始更加關注和警惕近年來已經在北極冰層裡發現的病毒。
根據《自然》雜誌發表的最新研究，北極圈的氣溫正快速上升，其上升速度要比地球上其他地區快2~3倍，21世紀或將成為北極地區11.5萬年以來最溫暖的世紀。北極氣溫上升正產生蝴蝶效應，使引發病毒和流行病傳播的一些因素被激活，病毒危機表現出比以往更複雜的形態。
首先，北極氣溫升高導致北冰洋冰層和陸上永凍土融化，被困在永凍土下數百萬年的遠古病毒正「蠢蠢欲動」。
其次，覆蓋在北極海洋的冰層不斷消融，使得生活在大西洋和太平洋的生物開始融合。在冰層融化前，兩大洋的生物被北極厚厚的冰層阻隔，形成了相對獨立的基因系統，彼此間都缺乏抵禦對方疾病的抗體。而冰川的消失，讓這些生活在不同區域，攜帶不同疾病的海洋生物相遇，不可避免將會導致一些致命疾病的傳播。
再次，氣候變暖使一些野生動物物種，被迫遷移到以前因過於寒冷而不適宜動物生存的地方。可以想見，世界各地大批候鳥的棲息環境也會因氣候變化而變，候鳥的遷徙行為將隨之變化，這種變化使得人禽共染病毒有更多的機會得以傳播，如多種禽流感。
最後，雖然目前北極地區仍是一片荒涼，深層永凍土層尚可獨安一隅，但人類的科研和生產活動已開始在這一區域啟動，採礦和鑽井作業所需要的挖掘可能讓這些古老的凍土層暴露出來，如果那裡仍然存在有活力的病毒粒子，將可能帶來未知的災難。
這頭冰凍的長毛猛獁象遺體是在俄羅斯西伯利亞永久凍土地帶被發現的，距今約有39000年歷史
最新研究表明，由於氣候變化導致北極海冰融化速度加快，致命的海豹瘟熱病毒（PDV）開始在動物間傳播，對海豹、海獺和海獅產生了近乎毀滅性的打擊。研究人員通過衛星遙感數據發現，海豹瘟熱病毒的傳染和暴發高峰與北極海冰的減少相吻合。
數據顯示，在2004年和2009年，病毒感染的機率是其他年份的9.2倍，這與當年海冰的消融有關。海冰消融導致極地動物尋找新的棲息地，隨著這些動物的遷移及與其他物種的接觸，可能會引入和傳播新的傳染病。研究人員表示，隨著北極海冰的持續消融，病毒跨越北太平洋和北大西洋傳播可能會越來越普遍。
法國科學家復活的一種在西伯利亞永久凍土中冷凍了3萬多年的巨型無害病毒
科學家還在冰川中發現了古老病毒。1999年，美國科學家在格陵蘭島深達2000米的地下冰芯樣品中檢測到了「番茄花葉病毒」的影子，由於這種病毒很穩定，它們的基因組在冰層裡埋藏了14萬年還能被檢測到。這也是目前發現的最為古老的病毒基因組痕跡。
西伯利亞永凍層病毒研究成果披露了更多的病毒信息。2014年3月，科學家在俄羅斯的西伯利亞凍土層中發現了迄今世界上最大的巨型病毒，長達1.5微米，可以在光學顯微鏡下直接觀察到，其生存的年代正是史前人類尼安德特人滅絕之時的3萬多年前，科學家將其命名為「西伯利亞闊口罐病毒」。
此外，科學家還發現永凍土內的病菌已經開始威脅人類。2016年夏天，西伯利亞亞馬爾半島上的一群馴鹿和遊牧民患上一種神秘的疾病。有關「西伯利亞瘟疫」的謠言一度甚囂塵上。實際上，這種神秘疾病上一次出現在該地區還是1941年。當時一個小男孩和一群馴鹿死亡後被確診罹患炭疽熱。病源是一具解凍的馴鹿屍體，而這頭馴鹿死於多年前的炭疽熱疫情。因此，科學家認為，是氣候變暖促使永凍土層解凍，以致在此地區消失了75年的炭疽桿菌又捲土重來。
醫學專家對2016年亞馬爾半島的這次事件進行了追蹤調查。雖然目前依然不清楚這種病毒是如何感染當地人的，但大多數專家認為，牛虻可能起到了中介宿主的作用。亞馬爾半島的夏季，是牛虻的繁殖高峰期，當地很多傳染病都與牛虻有關。
國際學術期刊《自然通訊》近日發表的一項研究顯示，加拿大北極地區的冰川正在以前所未有的速度消融，深藏地下4萬年的景觀逐漸暴露出來，同時古老的植被和古細菌也得以重見天日。
科學家在破解地球極地病毒的研究中取得了多方面的突破：一是對埋藏在冰凍層中的病毒和細菌進行了復活實驗；二是檢驗了一些病毒寄主或被感染對象；三是正在成功破解一些病毒的基因片段。
一些古老細菌和病毒正在實驗室裡復活。例如在美國國家航空航天局（NASA）2005年進行的一項研究中，科學家成功地將被封存在阿拉斯加州一個冰凍池塘中長達3.2萬年的細菌復活，這是一種被稱為肉芽孢桿菌的微生物。兩年後，科學家又成功復活了800萬年前的細菌，這些細菌在南極一處冰川的冰層中休眠。在同一研究中，從10萬年前的冰層中採集到的細菌也被復活。
2014年，法國的一項研究將一種存在於永凍土層中3萬年的病毒帶回實驗室，重新加熱後，病毒迅速復活。足以證明微生物的生存能力之強。
2018年，俄羅斯和美國研究人員解凍了西伯利亞的永凍土樣品，並成功讓其中兩條冰封了3萬年以上的線蟲復活。他們的發現第一次提供證據表明，多細胞生命體在永凍土的極寒環境中長期休眠後，仍能夠恢復生機。
氣候變化正在融化越來越多的永久凍土。一般情況下，每年夏季淺層凍土會融化約50釐米。但隨著全球變暖，更深的永久凍土正逐漸暴露出來，就像剝洋蔥般由外向內層層融化。隨著凍土層的融化，原來處於休眠狀態的古老病毒和細菌，正在溫暖的環境中恢復生命力。
2004年，一支由法國和俄羅斯科學家組成的考古隊在西伯利亞東北部的永久凍土中發掘出幾具死於300多年前的冰凍「木乃伊」。解剖結果表明，死者肺部有出血痕跡，這種症狀過去常在天花患者身上出現。於是，研究人員對其進行了深入研究，測出這些「木乃伊」確實攜帶著天花病毒的基因片段。
科學家還從阿拉斯加永久凍土中找到了一具1918年流感受害者的遺體，並通過現代測序技術從遺體的樣本中獲得了那株流感病毒的全部基因組序列。通過這些序列信息，美國疾病預防與控制中心的科學家在實驗室中重建了這株病毒，並嘗試用該病毒感染體外培養的細胞和小鼠。實驗結果表明，該流感病毒對小鼠的感染力和致病力都強於目前流行的流感病毒。
此外，天花和黑死病的病原體也可能在西伯利亞的永久凍土中埋藏著，隨著永久凍土融化，這些18、19世紀致命的病菌有可能捲土重來，尤其是埋葬了傳染病受害者的墓地附近，病菌最容易死灰復燃。
很顯然，永久凍土是病毒天然的保存箱，「因為裡面溫度很低，不含氧氣，且處於黑暗中。下層永凍土中可能仍保存著能感染人類或動物的病毒，包括過去曾引發全球性傳染病的致病性病毒。」法國艾克斯·馬賽大學的進化生物學家簡-米歇爾·克拉弗維指出。
佛羅裡達大學微生物學家布倫特·克裡斯特納則警示人們，永久凍土並不是保存病原體的唯一潛在源頭，融化的冰川也可能使那些「囚禁」微生物或病毒的儲存庫得以釋放。
然而，科學家表示，儘管如此，也不用對冰封的古老病毒太過擔心，因為目前已發現的古老病毒大多數並不會感染人類。
例如，「番茄花葉病毒」的寄主範圍很廣，能傳染36科200多種植物，但不會對人類造成威脅；「西伯利亞闊口罐病毒」雖是一種全新的病毒，具有複製及感染力，會在宿主細胞質中完成自我複製，但並不像其他病毒那樣能「接管」細胞核，對人和其他哺乳動物無害。
至於那些被冰凍的、攜帶傳染性病毒的屍體，是否會在重見天日後為禍人間？也許答案是否定的。2005年，科學家從阿拉斯加和挪威長期冰凍的墳墓中挖掘出流感死難者的屍體，分離出病毒中的遺傳物質，並成功對該病毒的整個基因組進行了排序。結果發現，所有病毒片段都損壞嚴重，無法再感染其他宿主。到目前為止，還沒有確鑿證據表明北極冰凍的病原體對人類構成重大威脅。
這是為什麼呢？因為，雖然在合適的條件下，一些人類病原體確實能在被長期冷凍後復活。但這通常是在穩定的、被嚴密監控的實驗室環境中完成的。另外，被困在永凍層中的屍體，可能會經歷溼度和溫度的劇烈波動，就像它們周圍的環境一樣。
永凍層的最上層，被稱為「活躍層」，往往在全年的季節循環中反覆經歷解凍和再凍結。隨著氣候變化使北極溫度升高，活躍層在地表以下越來越深地延伸。這一過程，使被長期埋藏的物體從逐漸變軟的土地上冒出來。
威爾斯的阿伯裡斯特威斯大學的北極微生物學專家阿爾文·愛德華茲說，人類病原體的問題在於，它們在這種不穩定的環境下表現不佳。隨著時間的推移，解凍和凍結的循環會殺死細菌，分解病毒。
愛德華茲說：「這有點像你把被汙染的食物放進冰箱，當然，在你把食物放進冰箱後，它仍然會有危險。」「但如果你每天在冰箱和冰箱之間循環，你會很快發現凍融壓力殺死了許多病原體。」因此，病原體基因信息的存在，並不意味著它仍然可以感染人類。
儘管科學家的研究表明，迄今所發現的病毒類型和復活的微生物大多數不會威脅人類安全，但是，類似炭疽對人體直接有害的病毒難道不會再出現嗎？
中美科學家在青藏高原發現了32種史前病毒，並從中辨識出4組已知病毒的DNA，但令人驚訝的是，另外28組病毒DNA是從沒見過的，沒有已知病毒樣本與之匹配，況且這發現還只是冰山一角。
一個不爭的事實是，隨著地球永凍土的融化，一些古老的病毒可能會從凍土中復活，造成遠古病毒的大回歸，甚至有些病毒會為了生存而進化出「超級病毒」。到那時，它們對人類會構成何種威脅，難以預測。
像西班牙流感、天花或鼠疫等已經被消滅或控制的疾病可能會被凍結在永凍土中，誰也無法預知它們又將在何時再次被釋放出來。確實，對1918年流感的調查給了人們一個教訓：即被感染病毒的人體從冰層中融化後，可能會釋放出現代社會無法應對的病原體。
控制氣候變化和進一步升溫，切實保護好北極冰凍層是至關重要的。將病毒永久封存在冰層裡，是人類的最大期許，而實現這一點需要人們做出極大的努力，特別是改變生產方式和人類行為，減少化石燃料的開採和使用，降低碳、甲烷等溫室氣體的排放。
不過，面對挑戰，人類社會並非束手無策。早在1992年國際社會就達成了《聯合國氣候變化框架公約》，凸顯國際社會聯手阻止碳排放的決心和努力。
進入21世紀後，氣候變化更是成為人類社會面臨的共同挑戰。隨著《聯合國氣候變化框架公約》（1992年）、《京都議定書》（1997年）、「峇里路線圖」（2007年）、《哥本哈根協定》（2009年）、《巴黎協定》（2015年）等國際性公約和文件的出臺，全球應對氣候變化不斷取得新進展。
在此問題上，中國應對氣候變化與向綠色低碳轉型互為促進。中國是氣候變化領域堅定的參與者和推動者，特別是在控制單位GDP碳排放強度、溫室氣體達峰等方面。歷時13年，中國國家能源局在2020年4月10日發布《中華人民共和國能源法（徵求意見稿）》。
應對氣候變化領域專家、國家能源諮詢委員會委員李俊峰認為，中國是能源生產和消費大國，徵求意見稿明確了能源發展要跟上清潔化、低碳化、數位化的時代潮流，尤其強調的低碳化，正是應對氣候變化的要求。
正如長期從事北極永凍層病毒研究的科學家所言，北極的命運並非已成定局，國際社會所採取的行動將對那裡到底會釋放多少碳、永凍土會融化多少等產生重大影響。我們需要儘可能多地保護和凍結永凍土。（馮偉民，中國科學院南京地質古生物研究所研究員)
本文轉載自微信公眾號「環球」（ID: GlobeMagazine），選自2020年8月19日出版的《環球》雜誌 第17期，原文章標題分別為：《北極高燒不斷》《假如北冰洋沒有冰》和《病毒「冰牢」正融化》。