近日，一股強(qiáng)寒潮“速凍”美國東北部地區(qū)，大片地區(qū)路面結(jié)冰、上千架次航班被取消、數(shù)十萬人遭遇斷電，多地創(chuàng)下最低氣溫紀(jì)錄。當(dāng)?shù)貢r間2月3日晚，美國新罕布什爾州的芒特華盛頓天文臺測得夜間風(fēng)寒溫度低至-78℃，破美國最低風(fēng)寒溫度紀(jì)錄。氣候數(shù)據(jù)顯示，自1月底以來，加拿大中部、美國北部等地周平均氣溫較常年偏低4℃以上。

造成此次美國東北部罕見寒潮的“幕后推手”是誰？“天氣之鞭”現(xiàn)象是否離我們越來越近？給我國帶來哪些啟示？記者采訪了中央氣象臺全球氣象室首席預(yù)報員周寧芳、國家氣候中心氣候預(yù)測室首席預(yù)報員丁婷和中國科學(xué)院大氣物理研究所副研究員姚遙。

極地渦旋是“速凍”美國東北部“元兇”

周寧芳表示，此次寒潮過程影響范圍廣、持續(xù)時間長、美國東北部降溫極端性明顯并伴有風(fēng)雪天氣。背后的“元兇”就是位于加拿大的極地渦旋，它在緩慢移動的過程中逐漸變得異常強(qiáng)大。

一般情況下，極地渦旋會形成一面“隔離墻”，將冷空氣“鎖”在極地，當(dāng)中高緯度阻塞高壓強(qiáng)烈發(fā)展時，其相對溫暖的氣團(tuán)不斷向北“擠壓”，極地溫度升高，使極渦減弱分裂，大量的極地強(qiáng)冷空氣就會涌入中高緯度地區(qū)。加上北美洲沒有諸如青藏高原這樣的大地形阻擋，冷空氣往往南下“暢通無阻”。

“自1月底以來，極地對流層環(huán)流發(fā)生巨大變化，北極地區(qū)位勢高度場正距平，極渦偏向北美，在北美西海岸和北美以東分別存在兩個暖高壓脊，并在北美大部地區(qū)存在極強(qiáng)的低槽區(qū)，引導(dǎo)極地冷空氣由加拿大向美國南侵，引發(fā)大范圍寒潮天氣。”丁婷說。

在全球變暖背景下，作為大氣運(yùn)動紐帶的西風(fēng)帶也變得不穩(wěn)定。因此，有學(xué)者提出“天氣之鞭”現(xiàn)象，即西風(fēng)帶的不穩(wěn)定傾向越來越明顯，表現(xiàn)為有時翹上北極，有時又壓到熱帶，從而讓中緯度地區(qū)出現(xiàn)“抽風(fēng)式”的升溫和降溫。丁婷分析，在今年1月底之前，美國氣溫較常年同期明顯偏高。受2月初極強(qiáng)寒潮天氣影響，氣溫迅速由明顯偏高轉(zhuǎn)為偏低，可視為“天氣之鞭”現(xiàn)象。這其中的根本原因是全球變暖加劇了氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。全球變暖會改變大氣環(huán)流形勢，造成西風(fēng)帶波動更加劇烈，從而提高極端冷暖事件發(fā)生的可能性。

需高度重視極端冷事件引發(fā)的風(fēng)險

2022年11月至今年2月，北半球極寒天氣多點(diǎn)集中暴發(fā)。不僅在北美，歐洲和東亞地區(qū)也頻繁遭遇極寒和暴風(fēng)雪天氣，如日本多地遭遇強(qiáng)降雪襲擊、中國黑龍江漠河遭遇-53℃的低溫天氣等。那么，這些天氣過程之間是否存在聯(lián)系？

最近，姚遙所在的研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合北京師范大學(xué)、國家自然災(zāi)害防治研究院、中國海洋大學(xué)、中國氣象科學(xué)研究院等單位學(xué)者“起底”了頻繁極寒天氣背后的物理機(jī)制?！斑@些極寒天氣過程之間并非完全獨(dú)立，而是存在著一定程度的動力聯(lián)系。”姚遙說。

冬季北半球的大氣運(yùn)動經(jīng)常被一種叫羅斯貝波的緯向波列所主導(dǎo)，羅斯貝波列就如同一列火車，將不同地區(qū)的環(huán)流系統(tǒng)串成一趟“列車”，車廂之間相對獨(dú)立但又有機(jī)聯(lián)系在一起。在通常情況下，波列中上游的系統(tǒng)會通過能量頻散等方式影響下游系統(tǒng)，而下游系統(tǒng)有時也會影響上游系統(tǒng)。從2022年11月至今，從北美到東亞，形成了頻繁的羅斯貝波列結(jié)構(gòu)，其中，局地阻塞環(huán)流是引起頻繁極寒天氣的關(guān)鍵過程，而阻塞環(huán)流之間也存在上下游的能量頻散等聯(lián)系。

專家建議，需高度重視極端冷事件引發(fā)的風(fēng)險，積極探尋有序適應(yīng)氣候變化的途徑和措施，完善部門應(yīng)急聯(lián)動機(jī)制，加強(qiáng)信息共享，提高聯(lián)合應(yīng)對能力。與此同時，要加強(qiáng)致災(zāi)機(jī)理研究，提升氣候變化監(jiān)測預(yù)測、影響評估水平，增強(qiáng)災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警能力，最大限度減少不利影響。（作者：王婉）