近日，一股強寒潮“速凍”美國東北部地區(qū)，大片地區(qū)路面結冰、上千架次航班被取消、數(shù)十萬人遭遇斷電，多地創(chuàng)下最低氣溫紀錄。當?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寒溫度低至-78℃，破美國最低風寒溫度紀錄。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報員周寧芳、國家氣候中心氣候預測室首席預報員丁婷和中國科學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，當中高緯度阻塞高壓強烈發(fā)展時，其相對溫暖的氣團不斷向北“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)存在極強的低槽區(qū)，引導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，作為大氣運動紐帶的西風帶也變得不穩(wěn)定。因此，有學者提出“天氣之鞭”現(xiàn)象，即西風帶的不穩(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月初極強寒潮天氣影響，氣溫迅速由明顯偏高轉為偏低，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)的風險

2022年11月至今年2月，北半球極寒天氣多點集中暴發(fā)。不僅在北美，歐洲和東亞地區(qū)也頻繁遭遇極寒和暴風雪天氣，如日本多地遭遇強降雪襲擊、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，姚遙所在的研究團隊聯(lián)合北京師范大學、國家自然災害防治研究院、中國海洋大學、中國氣象科學研究院等單位學者“起底”了頻繁極寒天氣背后的物理機制?！斑@些極寒天氣過程之間并非完全獨立，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動經常被一種叫羅斯貝波的緯向波列所主導，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”，車廂之間相對獨立但又有機聯(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構，其中，局地阻塞環(huán)流是引起頻繁極寒天氣的關鍵過程，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)的風險，積極探尋有序適應氣候變化的途徑和措施，完善部門應急聯(lián)動機制，加強信息共享，提高聯(lián)合應對能力。與此同時，要加強致災機理研究，提升氣候變化監(jiān)測預測、影響評估水平，增強災害風險預警能力，最大限度減少不利影響。（作者：王婉）