張藝博 李 慧 張明祿

2021年1月初，跨年寒潮后，又有兩股冷空氣接力來襲，“速凍”模式開啟。我國中東部地區(qū)普遍降溫，部分地區(qū)最低氣溫創(chuàng)入冬以來新低。

最近一次寒潮真正的幕后推手是誰？強冷空氣和寒潮是一回事嗎？全球在變暖，近期寒潮為何卻總有立足之地？哪些地方最低氣溫創(chuàng)入冬以來新低？本期雜志專訪中央氣象臺副首席預(yù)報員張峰、國家氣候中心氣候變化室副研究員陸春暉兩位專家，帶您一一探尋其中的奧秘。

極地渦旋揮師南下

根據(jù)中央氣象臺預(yù)報，2021年1月5日20時至8日20時，我國中東部地區(qū)將遭遇大范圍降溫天氣，我國東北地區(qū)南部、華北、黃淮等地部分地區(qū)最低氣溫創(chuàng)入冬以來新低。

從中央氣象臺2021年1月5日發(fā)布的500hPa天氣形勢圖可以發(fā)現(xiàn)，北半球冷空氣的幕后主謀——北極渦旋已經(jīng)掛帥出征，并南壓到我國北境。

極地是地球的冷極,也是大氣的冷源。冬季北極地區(qū)由于強烈的輻射冷卻形成大規(guī)模寒冷的空氣團,空氣團冷卻下沉,形成了自身可以旋轉(zhuǎn)并按一定路徑移動的冰冷渦旋。

一般來說，北極渦旋不太喜歡到處亂跑，輕易不離開北極地區(qū)。但受到某些擾動后，渦旋會變得活躍。此時，一旦找到缺口，其“體內(nèi)”蘊藏的冷空氣就會像瀑布一樣傾瀉而出，滾滾南下。

平時“深居簡出”的極地渦旋一旦“御駕親征”，威力不容小覷。此次北極渦旋包裹著寒潮，揮師南下，抵達我國東北中部地區(qū)，致使北方地區(qū)氣溫不斷跳水。據(jù)統(tǒng)計，在“冬半年”（從秋季10月經(jīng)冬季到春季3月）期間，影響我國的寒潮中，大部分是亞洲上空出現(xiàn)的持久極地渦旋。

歷史上，極地渦旋像此次深入我國東北中部的情況很少，上次還是2016年1月下旬的“世紀寒潮”。2016年1月21日至25日，南北各地紛紛進入“速凍模式”，80多個氣象觀測站測到的日最低氣溫值突破當(dāng)?shù)亟ㄕ局?016年以來的最低氣溫歷史極值。2016年1月24日正午，廣州漫天飄舞鵝毛大雪，屬百年一遇。

闊別近5年后，此次極渦雖然到達位置不如2016年的深入，但其韌性強、耐力足。2021年1月5日至9日，寒潮主力南下，我國大部地區(qū)降溫明顯；寒潮主力離開后，補充冷空氣施展余威。加上之前的跨年寒潮，我國中東部“被凍透了”，可謂冷上加冷。

不是所有冷空氣都叫寒潮

2020年12月31日，中央氣象臺宣布解除寒潮黃色預(yù)警，緊接著，2021年1月5日、6日、7日再次接連發(fā)布寒潮藍色預(yù)警。一撥撥“高冷預(yù)警”預(yù)示著民眾還需裹緊大衣，忍耐一段時間的嚴寒天氣。

但并非所有的冷空氣都被氣象部門“認定”為寒潮。

《冷空氣等級》國家標(biāo)準(zhǔn)中采用受冷空氣影響的某地在一定時段內(nèi)日最低氣溫下降幅度和日最低氣溫值兩個指標(biāo)，將冷空氣劃分為弱冷空氣、較強冷空氣、強冷空氣和寒潮四個等級。

按照規(guī)定，冷空氣侵入造成的日最低氣溫24小時內(nèi)降溫幅度大于或等于8℃，或48小時內(nèi)降溫幅度大于或等于10℃，或72小時內(nèi)降溫幅度大于或等于12℃，且該地日最低氣溫降到4℃或以下，則稱此冷空氣暴發(fā)過程為一次寒潮過程。因此，雖然有些時候冷空氣活動頻繁，民眾所能感受到的溫度非常之低，但由于不能滿足上述兩個標(biāo)準(zhǔn)，仍然不能“晉升”成一次寒潮過程。

冷空氣被認定為寒潮后，等級“競爭”激烈進行。根據(jù)寒潮強度，中央氣象臺所發(fā)布的預(yù)警信號分為藍、黃、橙、紅四種顏色，所代表的強度依次增加。寒潮等級不僅要考量日最低氣溫和風(fēng)力大小，同樣需要判定冷空氣所造成的日最低氣溫降幅。雖然本次寒潮過程中多地溫度低于2020年年底的寒潮，但截至本文發(fā)稿日，中央氣象臺僅發(fā)布了寒潮藍色預(yù)警。

盡管如此，本次寒潮仍可以說是來勢洶洶，在上一股寒潮鋪墊下，多地氣溫跌破21世紀以來最低值。

全球在變暖，為何寒潮還會來

自2020年入冬以來，寒潮頻頻來襲。不少人感到疑惑，全球氣候變暖了，寒潮不應(yīng)該變少嗎？為什么最近反倒頻繁到訪？

當(dāng)前，全球升溫明顯，不同地區(qū)的增暖不均勻，北極地區(qū)的增暖幅度較中緯度和低緯度地區(qū)都要大，加上2020年秋季北極海冰減少，這使得低緯和高緯之間的溫度梯度變小，并進一步使得歐亞中高緯度地區(qū)的環(huán)流經(jīng)向度增大，從而讓冷空氣更容易向中緯度地區(qū)暴發(fā)，導(dǎo)致2020年入冬以來冷空氣多次侵襲我國。

而實際上，《中國氣候變化藍皮書（2020）》顯示，20世紀80年代以來，每個連續(xù)10年都比前一個10年更暖。1951年至2019年，中國年平均氣溫每10年升高0.24℃，升溫速率明顯高于同期全球平均水平。

在這一背景下，據(jù)統(tǒng)計，我國年寒潮過程頻次呈減少趨勢，減少速率為0.4次/10年。這種變化趨勢在一定程度上是受到了氣候變暖的影響。同時，冬季出現(xiàn)的極端低溫事件明顯減少。

但是，全球變暖并不意味著極端冷事件再也不會出現(xiàn)。從氣候變化事實來看，伴隨著全球變暖，一些極端事件反而偏多偏強。寒潮強度和頻次，受全球氣候背景及不同時空尺度大氣環(huán)流和外強迫因子的影響，這之間的關(guān)系很復(fù)雜。

如果把全球氣候系統(tǒng)比喻成一個鐘擺，其左右擺動的極點位置代表冷暖事件的程度，那么在全球變暖背景下，這個鐘擺的左右擺動幅度會加大，極端熱事件和極端冷事件都有出現(xiàn)的可能性，只不過極端熱事件出現(xiàn)的頻率更高，強度更強。

寒潮來自哪里又在哪兒加強

雖然影響我國寒潮的因素不勝枚舉，但孕育這些寒潮的多為3個“搖籃”，分別為新地島以西洋面、新地島以東洋面、冰島以南洋面。這些寒潮發(fā)源地大多分布在高緯度地區(qū)，冬季吸收的太陽能較少，停留在那里的空氣團越來越冷，當(dāng)冷氣團積累到一定程度，一旦受到擾動，就像貯存在高山上的洪水，會向更低緯度、更為溫暖的南方傾瀉，冷空氣因此有了最初始的“晉升動力”。

但僅有初始的動力是遠遠不夠的，冷空氣南下途中還要經(jīng)過進一步加強。而“培訓(xùn)地”就位于西伯利亞中部，這里的冬季寒冷漫長，氣溫大部分都在-45℃～-20℃之間。因此，冷空氣選擇在此休整歷練、積累能量，等到再“出山”的時候，能力已經(jīng)明顯加強，因而這一區(qū)域也被稱為“寒潮關(guān)鍵區(qū)”。

修煉過后能力明顯提升的寒潮開始被分配至各個“崗位”，在這里，它們有三條路徑可供選擇，分別是中路、東路和西路，這一切受到西北氣流的引導(dǎo)。

經(jīng)過長途跋涉的寒潮到達各自“崗位”之后開始發(fā)力，不斷作威作福，受當(dāng)?shù)氐貏莺铜h(huán)境影響，在我國西北沙漠和黃土高原地區(qū)，極易引發(fā)沙塵天氣；在內(nèi)蒙古草原則表現(xiàn)為大風(fēng)、吹雪；華北、黃淮一帶，往往會風(fēng)雪交加；在東北則會表現(xiàn)為更猛烈的大風(fēng)降雪；到江南流域，多會造成凄風(fēng)苦雨的壞天氣。此次寒潮過程就是受到持續(xù)的“西高東低”的環(huán)流形勢及持續(xù)偏強的冬季風(fēng)影響，從而造成中東部地區(qū)大幅度降溫，但由于水汽條件不佳未能形成大范圍降雪。

嚴寒可能成為冬季健康殺手

2020年年底的強寒潮，使得多國氣溫驟降，烏克蘭有83人因嚴寒而死亡，有超過500人因凍傷到醫(yī)院接受治療。

可見嚴寒與人體免疫、新陳代謝等息息相關(guān)，這一話題已引起了科學(xué)家的注意。20世紀70年代興起的醫(yī)學(xué)氣象學(xué)，就是研究大氣環(huán)境對人體作用和影響規(guī)律的專門學(xué)科。

近日，廣東省公共衛(wèi)生研究院聯(lián)合多家機構(gòu)研究溫度對人體健康造成的影響，研究表明日均氣溫與壽命損失年（指因早死所導(dǎo)致的壽命損失）之間呈U型關(guān)系：氣溫過高或過低均可造成居民的壽命損失。此外，死者中因氣溫暴露引起的平均壽命損失，南方約為北方地區(qū)兩倍。

據(jù)悉，這主要與居民的適應(yīng)能力有關(guān)。我國北方地區(qū)居民長期居住在寒冷地區(qū)，對低溫具有較強的適應(yīng)能力；且北方在冬季會集中供暖，能夠大幅減少低溫對健康的危害。