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全球变暖背景下,寒潮为何频频来袭

2023年全球极端高温事件不断涌现,如同锅中不断加热冒泡的水,从温热走向“沸腾”。在这一背景下,2023年冬天为何又寒潮频频侵袭,气温屡屡刷新最低纪录?2023年冬寒潮有何特点,又为何频繁发生呢?

2023年12月,我国先后经历了前期持续偏暖、后期急剧降温的“过山车”式气温起伏,就连碧波荡漾的杭州西湖,也于冬季开启了“冰冻模式”,部分湖面出现结冰现象。寒冷的天气让不少公众猝不及防,感慨如同“生活在冰箱里”。

每年冬季,我国极端低温现象主要是由于北冰洋和大西洋洋面及其附近地区形成的冷气团,在南下行至西伯利亚平原的寒潮关键区(北纬43°~65°,东经70°~90°)后进一步聚集加强,在大气环流作用下,分别沿西路、中路及东路等路径侵袭我国。

而2023年冬季,12月共有3次冷空气过程影响我国,其中14—17日全国型寒潮天气过程的综合强度创历史12月最强纪录。全国大部地区气温骤降,部分国家气象站日最大降温幅度突破历史极值,18日开始新一股较强冷空气再次来袭,让气温一降再降。

而2023年冬季寒潮天气过程在自西向东、自北向南继续影响我国的进程中,呈现出影响范围广、持续时间长、降温剧烈、雨雪相态复杂、有一定极端性等特点。具体来看,受寒潮天气的影响,我国大部地区出现了降温或者雨雪天气,降温幅度达8~12℃,西北地区、内蒙古中西部、华北西部及江南、华南北部、贵州等地的部分地区降温幅度可达14℃以上,降温剧烈。除了出现强降雪天气外,部分地区还有雨夹雪以及冻雨天气,雨雪相态复杂,中央气象台也时隔10年再次发布冰冻预警。同时,本轮天气过程中内蒙古、吉林、辽宁等地部分地区日降雪量具有一定极端性,华北、黄淮北部等地的部分地区最低气温接近或跌破历史同期极值。

那么作为冷空气中的“王者”,谁是寒潮背后的推手?这可能与极地涡旋(以下简称“极涡”)密切相关。在赤道与极地之间存在巨大温差,这种差异促使极圈外围形成了一圈强劲的西风,即西风急流,它就像“围栏”一样,约束着极地的冷空气,使得稳定的极涡能够被强大的西风急流限制在北极地区。在全球变暖背景下,北极地区增温速度是全球的2~3倍,使得北极地区与中低纬度间的气温差减弱,难以维持强大的西风急流,极涡内的冷空气变得“躁动不安”,更容易分裂南下,并且由于“北极放大”作用可能造成北极冷高压强度削弱,本来“抱团取冷”的北极高压更加松散,其覆盖面积也被“放大”,导致强冷空气侵袭到较低纬度。并且,来自北极的冷空气,其温度远远低于人们所处的中低纬度地区,便可能出现寒潮天气过程。

简单而言,全球变暖致北极增温、西风急流减弱后,极涡减弱分裂,北极冷高压强度削弱,冷空气更容易南下,进而导致寒潮等冷事件频发。

因此,2023年12月中旬至月末,极涡分裂为双中心,分别位于格陵兰岛和西伯利亚上空。伴随着欧亚大陆上空西风带的剧烈扭曲,西伯利亚高压异常增强,我国大部地区由前期盛行偏南风转为偏北风,冷空气南下,导致气温骤降。

另外,厄尔尼诺激发的菲律宾异常反气旋将热带水汽向我国陆地输送,来自中高纬的寒潮过程配合来自低纬的丰沛水汽条件,引起了我国中东部较大范围的降雪过程,外加地面积雪造成的晴空反照率增加也使得后期回温较慢。

那么,为什么全球变暖背景下极端冷事件时有发生,而且强度往往非常强?

根据历史数据统计分析,厄尔尼诺背景下我国冬季气温总体偏暖,但阶段性冷空气活动较为频繁,也就是说冷暖起伏比较明显。从频率的统计上看,近20年来,我国冬季寒潮天数整体上呈下降趋势,但时空差异很大:空间上,寒潮天数减少主要发生在南方,但北方尤其东北地区寒潮日数并未减少;时间上,冬季前半段强寒潮的频次较多,寒潮减少主要集中在冬季后半段。

尽管近年来我国极端冷事件次数总体减少,但全球变暖加剧了气候系统的不稳定性,极端低温事件强度增大,大气环流经向度的改变,通过海—气、陆—气相互作用影响了局地的气候。极端天气气候事件的频率增加、强度增强。自2008年以来,我国东部冬季最冷期,即每年最强寒潮事件的平均最低气温比20世纪80年代和90年代更低。也就是说,强寒潮事件有增强趋势。

未来,随着全球气候异常的持续,冬季北半球发生寒潮事件貌似已是“家常便饭”,但是发生在哪里、什么时间发生,仍有很大的不确定性。无论是寒风瑟瑟还是白雪皑皑,当发生低温雨雪冰冻天气时,应防范大范围降雪降温天气对人体健康、交通出行、农牧业生产等产生的不利影响。

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