1月10日,,從北到南狂掃中國東部大部地區(qū)的寒潮基本結(jié)束。6日至8日,,在這場(chǎng)幾乎與2016年隆冬“霸王級(jí)”寒潮量級(jí)相當(dāng)?shù)奶鞖膺^程中,,降溫8℃以上的國土面積達(dá)250萬平方公里,,降幅12℃以上面積達(dá)40萬平方公里,;北京,、河北,、山東、山西,、陜西等省份共計(jì)60個(gè)氣象觀測(cè)站的最低氣溫突破或達(dá)到建站以來的歷史極值,。
很多人可能很難將日常生活與全球尺度的氣候變暖聯(lián)系在一起。然而,,前幾天,,公眾感受的“極端”寒冷,正昭示著不斷上升的全球溫度曲線已“入侵”到每個(gè)人的生產(chǎn)生活中,。
“極端”寒冷和全球升溫曲線,,為何兩個(gè)看似相悖的名詞會(huì)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)?中國氣象報(bào)記者專訪中國工程院院士丁一匯,。
跨越北極和赤道的南北溫度梯度、行星尺度的西風(fēng)帶與極地冷空氣南下
讓我們先拋開看到的一個(gè)個(gè)極端低溫?cái)?shù)字,,以及從衣柜中拖出的最厚羽絨服,,從個(gè)體的“冷”中暫且跳出,把視野擴(kuò)展到行星尺度,,來理解冬季的冷空氣以及最近這場(chǎng)寒潮,。
在地球的最北端——北極地區(qū),是北半球冷空氣的發(fā)源地,。在漫長(zhǎng)的冬季,,冷空氣堆積在一起,直到某個(gè)時(shí)機(jī)踏上南下征程,,勢(shì)力強(qiáng)勁的甚至可以一路沖上青藏高原或奔向南海甚至南半球,。
從極地的強(qiáng)大高氣壓到赤道海洋的低氣壓之間出現(xiàn)氣壓梯度,大氣便由氣壓高的地方向氣壓低的地方流動(dòng),。而由于地球的自轉(zhuǎn),,風(fēng)沿地表作水平運(yùn)動(dòng)就會(huì)受到地轉(zhuǎn)偏向力影響,在北半球向右偏轉(zhuǎn)成西北風(fēng),。北半球冬季的氣候正“受控”于中緯度地區(qū)的西風(fēng)帶,。在極地的“冷”與赤道的“暖”之間,形成跨半個(gè)地球的“溫度梯度場(chǎng)”,,二者之間存在明顯的南北溫度梯度,。正常情況下,這個(gè)溫度梯度很大,,使得西風(fēng)帶穩(wěn)定而強(qiáng)大,,存在于其中的環(huán)流形勢(shì)(槽和脊)很穩(wěn)定,稱為緯向環(huán)流型,,這種環(huán)流型主要使氣流從西向東沿緯圈運(yùn)動(dòng),。但全球氣候系統(tǒng)平衡被打破后,,西風(fēng)帶開始不穩(wěn)定,環(huán)流形勢(shì)也躁動(dòng)起來,,開始擴(kuò)張自己的“地盤”,,這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)寬闊的大槽大脊,引導(dǎo)著冷空氣順著大槽長(zhǎng)驅(qū)南下,。
而今年此次寒潮背后,,癥結(jié)正在這里。
在全球變暖的大背景下,,北極以其他地區(qū)2倍到3倍的速率升溫,,即其他地區(qū)增溫1℃,北極可以增溫2℃到3℃,。導(dǎo)致海冰快速融化,,冰蓋面積萎縮,2020年9月,,北極海冰為有觀測(cè)以來第二少,,是北極增暖有力的證據(jù)。
快速增溫的北極,,縮小了原本從極地到赤道的經(jīng)向溫度梯度,。在這種情況下,西風(fēng)帶氣流變得十分不穩(wěn)定,,通常不會(huì)延伸到北緯50度的高壓脊伸展到北極地區(qū),,而通常處在長(zhǎng)江以北的大槽則伸向了華南甚至南海。北極的冷空氣正是被強(qiáng)壯的大脊引導(dǎo)南下,,順著大槽一路橫掃,,在短短一周時(shí)間內(nèi)成為全國型大寒潮。
此外,,赤道中東太平洋目前處于發(fā)展盛期的拉尼娜事件也在推波助瀾,。一般而言,受拉尼娜事件影響,,冬季全球溫度偏低的概率較大,。具體就此次寒潮而言,拉尼娜事件中,,太平洋赤道和熱帶中東部海溫明顯變冷,,在極地與赤道溫度的“一升一降”中,北半球南北經(jīng)向溫度梯度進(jìn)一步減小,,控制西風(fēng)緯向環(huán)流的作用也進(jìn)一步減小,,有利于大槽大脊的發(fā)展。
全球變化正是通過北極地區(qū)和熱帶地區(qū)的逆向溫度變化使南北溫度梯度減小,,而促使中緯度大槽大脊的發(fā)展,,這充分表明了冬季的極端寒潮事件是在氣候變化影響下發(fā)生的,,而本次寒潮北極和熱帶海洋都起到減少南北溫度梯度的作用。
而無論復(fù)盤今年寒潮過程,,還是回溯2016年霸王級(jí)寒潮,,都可以看到顯著的北極海冰減少的情況,你如果留意,,同時(shí)也會(huì)發(fā)現(xiàn)全球變暖的持續(xù)作用,,也就是地球的溫度繼續(xù)在上升。
一次極端冷事件無法阻止全球氣溫曲線攀升
盡管從古至今氣候一直在不斷變化,,但工業(yè)革命以后,,人類在地球溫度的變化中“施加”了越來越多的影響,除了古新世-始新世極熱”事件時(shí)期的地球,,全球平均氣溫一路爬升,已經(jīng)超過了億年氣溫平均線,。
增溫或許不可怕,,可是如果從兩個(gè)方面去分析氣候變化,就會(huì)產(chǎn)生壓力,。首先是增溫的速度,,最近50年的增暖速率超過了過去兩千年地球任何時(shí)期50年的增溫速率,,現(xiàn)代的全球變暖無疑是非??焖俚摹F浯问怯绊懛秶鷶U(kuò)大,,現(xiàn)在的增暖發(fā)生在全球每一地區(qū),。人類可以承受這樣的增溫速率和范圍嗎?這正是讓人憂慮的地方,。
北極的快速增暖,,正是發(fā)生在這種背景下。
如果將時(shí)間尺度再縮短一些,,從1960年至今,,我國溫度曲線一直為上升趨勢(shì),在這條攀升的曲線上出現(xiàn)自然周期疊加的震蕩,,則將我國氣候大致可以分為三個(gè)時(shí)期:冷期,、暖期和氣候變暖停滯期。
其中,,上世紀(jì)60年代到80年代為冷期,,該時(shí)期氣候變暖剛剛施加影響,但海洋處于冷期,,所以,,1960年至今的80%極端冷事件發(fā)生于此時(shí),;上世紀(jì)80年代到2000年,氣候變暖持續(xù),,海洋轉(zhuǎn)為暖位相,,自然的“暖”與人類活動(dòng)的“暖”相疊加,迎來了暖期,,此時(shí)期極端冷事件幾乎很少發(fā)生,;全球從2000年開始,海洋變冷,,但人類活動(dòng)導(dǎo)致的氣候變暖并未止步,,自然的“冷”與人類活動(dòng)的“暖”疊加影響,使我們處于一個(gè)氣候變暖停滯期,,數(shù)個(gè)極端冷事件也在此時(shí)發(fā)生,。
一次極端的冷事件的影響時(shí)間和范圍,盡管對(duì)于個(gè)人而言是劇烈的和漫長(zhǎng)的,,但相比較更宏大的行星大氣運(yùn)動(dòng)又是弱小的,,人類造成的變暖的趨勢(shì)并不會(huì)因此改變。
目前,,全球依然在升溫,,即使疊加自然周期,也很難將溫度“拉下來”,。屆時(shí),,夏季的高溫?zé)崂藢?huì)不斷向北擴(kuò)展,而冬季冷事件的總量盡管可能減少,,其更加極端化卻會(huì)帶來很大風(fēng)險(xiǎn),。
人類活動(dòng)排放的二氧化碳等溫室氣體都會(huì)在全球大氣中混合和運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生效應(yīng),沒有人可以獨(dú)善其身,。
問題不可回避,,節(jié)能減排是全人類共同的責(zé)任與義務(wù)。中國承諾碳排放力爭(zhēng)于2030年達(dá)到峰值,,努力爭(zhēng)取在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和,,既是艱巨的挑戰(zhàn),也是中國作為負(fù)責(zé)任發(fā)展中大國的責(zé)任與擔(dān)當(dāng),。(作者:趙曉妮 李慧)