科学家们早已知道北极正在融化。迹象随处可见——从著名的阿拉斯加Iditarod雪橇犬比赛赛道因缺雪多次易地，到出现饥饿的北极熊无处可寻食。
但尽管科学家们确信北极正在以惊人的速度融化，他们却并不确定具体原因。
尽管人为引起的气候变化导致了部分融化，但北极冰的消失速度远远快于气候变化模型预测的应有速度。发表在《自然气候变化》上的一项新研究为这一谜团提供了新的见解。
“模型输出和观测之间存在不匹配，”该研究的首席作者、加州大学圣巴巴拉分校地理学系教授Qinghua Ding说。“观测表明海冰融化速度非常快、非常剧烈，而气候模型却无法捕捉到这种快速融化。”
为了找出原因，Ding和他的团队专注于九月海冰范围（即北极海冰至少有15%的区域）与前一个夏季（6月至8月）大气环流之间的联系。Ding从早期研究中了解到，热带环流会影响北极海冰的季节性变化。
在正常情况下——换句话说，当气候变化不是一个因素时——北大西洋涛动（一种由于格陵兰上空的空气团控制风向和风暴轨迹而产生的气象现象）会导致北极地区逐年的天气变化。当北大西洋处于正位相（从左到右环流）时，它会使急流保持在高位，并将较冷的空气保留在北极。当它处于负位相时，它会让较冷的空气逃离北极，导致北极温度升高。这些是广泛的趋势，有些地区在负位相期间可能会变暖，反之亦然——但北极总体上会相应地表现。Ding之前的工作表明，来自太平洋的热带气流模式可以影响北大西洋涛动。这项新研究利用了这一知识来模拟这些自然模式如何改变北极。
“在模型中，我们关闭了所有的二氧化碳强迫，”Ding说，也就是说，关闭了所有因向大气中添加二氧化碳而“强迫”产生的气候变化。“但我们仍然得到了一些海冰融化，这与观测非常相似。”
为了理解为什么向北大西洋涛动中添加更多空气会使北极变暖，Ding认为可以将其类比为一个扁平的自行车轮胎。
“如果你不断地给扁平的轮胎打气，如果你摸轮胎的胎壁，它会越来越热，”Ding说。“你在给轮胎充气时做了一些功，而轮胎的容积是有限的，所以当你向有限的容积里打气时，空气会变得非常密集，温度也会升高。”
但即使增加的空气使北极变暖，谁又能说这种环流变化本身不是由气候变化引起的呢？
“如果环流变化是由人为引起的温室变暖（或其他人类或自然外部强迫，如臭氧消耗、气溶胶排放或太阳活动）引起的，那么当将许多气候模型在这一时期的模拟结果平均后，这种大气变化模式应该会清晰地显现出来，”未参与此项新研究的加拿大环境与气候变化部研究科学家Neil Swart在一篇配套文章中写道。
但是，当Ding将气候模型平均后，气流变化相互抵消，就像一个平衡的方程。模型中唯一剩下的数据是对温室气体排放等外部强迫的响应。换句话说，Ding发现，30%至50%的北极融化是由于这些未受强迫的、即非气候变化引起的变异——并且在考虑了这一点后，气候模型总体上是准确的。北极融化速度加快是由于气候变化模型范围之外的自然变异造成的。
Ding很快指出，这并不意味着气候变化不是真实存在的。他将这些自然变异比作给海冰盖上毯子，而气候变化则是调高恒温器。就像任何在温暖的房子里蜷缩在毯子下的人都知道的那样，最终的结果是浑身是汗。
