專家顧問：

中央氣象臺高級工程師 蔡薌寧

國家衛(wèi)星氣象中心高級工程師 田林

中國科學院大氣物理研究所副研究員 姚遙 研究員 羅德海

2022年圣誕節(jié)，美國遭遇極寒冰凍天氣，當?shù)孛襟w稱其為“史詩級”寒潮。無獨有偶，近期日本多地出現(xiàn)歷史性強降雪，俄羅斯莫斯科遭遇80多年來最強降雪。此前，歐洲多地也遭遇了寒潮大雪。入冬以來我國也經(jīng)歷了幾輪強冷空氣。

近期北半球多地“集中”遭遇寒潮，原因何在？極端天氣頻發(fā)背后，需關注哪些問題？

北半球多地“同步”暴發(fā)寒潮

國家衛(wèi)星氣象中心高級工程師田林利用風云氣象衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，2022年12月23日至25日，受極區(qū)冷空氣南下影響，北美、日本等地出現(xiàn)強寒潮天氣過程。12月21日至27日風云三號D星微波成像儀積雪覆蓋和最大積雪深度合成信息監(jiān)測顯示，加拿大和美國大部地區(qū)出現(xiàn)大范圍積雪覆蓋。經(jīng)估算，北美地區(qū)積雪覆蓋面積達到1600多萬平方公里，其中美國境內(nèi)積雪覆蓋面積約為700萬平方公里。美國阿拉斯加東部、加拿大西北部的積雪深度達到40厘米以上；美國本土北部區(qū)域積雪深度為5~20厘米，部分區(qū)域達30厘米以上。

國家氣象信息中心全球表面實況產(chǎn)品分析顯示，2022年12月10日至15日，北歐、東歐、南歐等地平均氣溫下降10℃~15℃，北歐和東歐局地氣溫降幅達20℃以上。12月17日至22日，北美中部和北部地區(qū)平均氣溫下降10℃~15℃，西北部和中部局地氣溫降幅甚至達20℃以上。

據(jù)美國全國廣播公司報道，截至當?shù)貢r間2022年12月27日，美國歷史性的冬季風暴已造成65人死亡。紐約州伊利縣處于風暴的最中心。截至27日，紐約州因冬季風暴死亡的人數(shù)增至34人，其中伊利縣占32人。

在日本暴雪中，山形縣積雪厚度最高達2.3米。據(jù)日本總務省消防廳統(tǒng)計，截至當?shù)貢r間2022年12月26日，大雪已造成17人死亡、93人受傷。

　　當?shù)貢r間2022年12月12日，俄羅斯奧伊米亞康氣溫達到-61℃；17日夜間到18日凌晨，莫斯科積雪厚度達到38厘米。

此前，歐洲多地也遭遇了寒潮大雪；2022年底，我國經(jīng)歷了11月底寒潮、“雙十二”強冷空氣、“12·16”寒潮，冷空氣席卷我國大部分地區(qū)，多地氣溫急速下降。

何以短時間內(nèi)“遍地開花”

中國科學院大氣物理研究所（以下簡稱“大氣所”）副研究員姚遙表示，進入11月以來，北半球中緯度地區(qū)頻繁遭遇極寒天氣過程，這種“多點開花”的局面并不常見。尤其是在剛?cè)攵?1月至12月，寒潮如此頻發(fā)，同時伴隨大面積暴風雪、龍卷風等災害天氣過程非常罕見。

中央氣象臺高級工程師蔡薌寧分析認為，此次北半球寒潮頻發(fā)，直接原因在于11月27日以來，北極地區(qū)被高壓所占據(jù)，北支鋒區(qū)位置相應偏南，其上不斷有低渦低槽頻繁活動，影響北半球中高緯度國家和地區(qū)，帶來頻繁的降溫和降水天氣。

從微觀天氣尺度來看，當西伯利亞高壓脊強烈發(fā)展、東亞大槽明顯加深時，極地冷空氣受阻塞高壓偏北氣流引導大舉南下，影響亞洲東部，造成劇烈降溫；同時，環(huán)流經(jīng)向度加大使得冷空氣能夠深入南下，影響我國南方地區(qū)甚至東南亞各國。此外，水汽條件較好的地區(qū)如日本部分地區(qū)，會出現(xiàn)大范圍強降雪天氣。受北極高壓、北太平洋阻塞高壓和北美大槽同時發(fā)展的影響，加拿大西部的極寒氣團沿落基山東麓南下，致使北美大陸大部出現(xiàn)寒潮和持續(xù)低溫。冰島高壓脊和歐洲西部槽同時發(fā)展，造成歐洲等地出現(xiàn)降溫和降水天氣。

姚遙認為，近期寒潮頻發(fā)期間，極地渦旋正處于“躁動”期。當極地渦旋這一冷空氣的“制造工廠”發(fā)生變形、分裂時，來自極地的冷空氣就會向中高緯度地區(qū)四散南下，造成中高緯度地區(qū)急速降溫，形成寒潮天氣。

縱觀北美、歐洲、東亞多地寒潮，其發(fā)生都與異常經(jīng)向環(huán)流的建立及局地阻塞環(huán)流高度相關。阿拉斯加阻塞、烏拉爾阻塞、北大西洋阻塞分別在北美、東亞、歐洲地區(qū)的寒潮天氣中發(fā)揮著極為重要的作用。但各地寒潮過程的細節(jié)特征也有所區(qū)別，這是由于每一次經(jīng)向環(huán)流的位置、強度、周期、冷空氣入侵路徑，以及極渦結(jié)構(gòu)等因素的不同，造成了各地寒潮天氣在強度、范圍、持續(xù)時間上略有差異。同時，寒潮天氣之間還可能存在著相互影響的過程。

大氣所研究員羅德海表示，雖然東亞寒潮主要受烏拉爾阻塞控制，但拉尼娜、北極增溫等因素均會影響烏拉爾阻塞的低壓位置，從而影響東亞寒潮暴發(fā)的區(qū)域。在拉尼娜和北極增溫的雙重影響下，北極地區(qū)被地面高氣壓控制，中高緯度環(huán)流波動振幅增大，西風帶變?nèi)?，因此阻塞高壓極易出現(xiàn)。而在阻塞高壓東側(cè)、偏北氣流的引導下，來自分裂極渦中的冷空氣一瀉千里、多股高緯度地區(qū)冷空氣也一并南下，造成北半球中高緯度地區(qū)溫度急速下降，形成寒潮天氣過程。

當然，如此頻繁的寒潮過程往往不是由單一的因素所決定。今年是罕見“三重”拉尼娜年，北大西洋海溫波動、北極海冰異常偏少、火山噴發(fā)、全球變暖等因素會通過多時空協(xié)同作用影響環(huán)流變化，從而激發(fā)寒潮天氣。

環(huán)球同此涼熱，極端天氣與每一個人相關

“入海變暖”是寒潮最終的結(jié)局。寒潮會過去，但全球氣候變化帶來的極端天氣事件卻一直在發(fā)生，高溫熱浪、干旱、洪水、風暴、沙塵，寒潮也是其中之一。

環(huán)球同此涼熱，極端天氣與每一個人息息相關。關注氣候變化趨勢、了解氣候變化原因，才能采取有針對性的防范措施。姚遙認為，需要加強和提高短期氣候預測能力，尤其是極端天氣預報和預警；完善極端低溫天氣的社會應對體系和機制，比如能源電力供給和應急響應、交通網(wǎng)絡安全預警等，最大限度減少極端低溫天氣帶來的不利影響；不斷提升社會對未來極端天氣不確定性和風險的適應性。

羅德海從科學研究的角度提出建議，極端低溫是在一定的氣候背景下發(fā)生的，因此提升長期氣候背景的預測能力刻不容緩，例如提高對厄爾尼諾和拉尼娜事件的預測能力，是迫切需要解決的關鍵科學問題。（作者：劉蕊 趙曉妮）