“氣盛”寒潮來(lái)了，你了解它嗎

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(lái)襲，“速凍”模式開啟。我國(guó)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(lái)新低。

最近一次寒潮真正的幕后推手是誰(shuí)？強(qiáng)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(lái)新低？本期雜志專訪中央氣象臺(tái)副首席預(yù)報(bào)員張峰、國(guó)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(tái)預(yù)報(bào)，2021年1月5日20時(shí)至8日20時(shí)，我國(guó)中東部地區(qū)將遭遇大范圍降溫天氣，我國(guó)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(lái)新低。

從中央氣象臺(tái)2021年1月5日發(fā)布的500hPa天氣形勢(shì)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(guó)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(qiáng)烈的輻射冷卻形成大規(guī)模寒冷的空氣團(tuán),空氣團(tuán)冷卻下沉,形成了自身可以旋轉(zhuǎn)并按一定路徑移動(dòng)的冰冷渦旋。

一般來(lái)說(shuō)，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(dòng)后，渦旋會(huì)變得活躍。此時(shí)，一旦找到缺口，其“體內(nèi)”蘊(yùn)藏的冷空氣就會(huì)像瀑布一樣傾瀉而出，滾滾南下。

平時(shí)“深居簡(jiǎn)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(dá)我國(guó)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(jì)，在“冬半年”（從秋季10月經(jīng)冬季到春季3月）期間，影響我國(guó)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(guó)東北中部的情況很少，上次還是2016年1月下旬的“世紀(jì)寒潮”。2016年1月21日至25日，南北各地紛紛進(jìn)入“速凍模式”，80多個(gè)氣象觀測(cè)站測(cè)到的日最低氣溫值突破當(dāng)?shù)亟ㄕ局?016年以來(lái)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(dá)位置不如2016年的深入，但其韌性強(qiáng)、耐力足。2021年1月5日至9日，寒潮主力南下，我國(guó)大部地區(qū)降溫明顯；寒潮主力離開后，補(bǔ)充冷空氣施展余威。加上之前的跨年寒潮，我國(guó)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(tái)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(lán)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(shí)間的嚴(yán)寒天氣。

但并非所有的冷空氣都被氣象部門“認(rèn)定”為寒潮。

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

按照規(guī)定，冷空氣侵入造成的日最低氣溫24小時(shí)內(nèi)降溫幅度大于或等于8℃，或48小時(shí)內(nèi)降溫幅度大于或等于10℃，或72小時(shí)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(guò)程為一次寒潮過(guò)程。因此，雖然有些時(shí)候冷空氣活動(dòng)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)，仍然不能“晉升”成一次寒潮過(guò)程。

冷空氣被認(rèn)定為寒潮后，等級(jí)“競(jìng)爭(zhēng)”激烈進(jìn)行。根據(jù)寒潮強(qiáng)度，中央氣象臺(tái)所發(fā)布的預(yù)警信號(hào)分為藍(lán)、黃、橙、紅四種顏色，所代表的強(qiáng)度依次增加。寒潮等級(jí)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(guò)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(tái)僅發(fā)布了寒潮藍(lán)色預(yù)警。

盡管如此，本次寒潮仍可以說(shuō)是來(lái)勢(shì)洶洶，在上一股寒潮鋪墊下，多地氣溫跌破21世紀(jì)以來(lái)最低值。

全球在變暖，為何寒潮還會(huì)來(lái)

自2020年入冬以來(lái)，寒潮頻頻來(lái)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(jìn)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(lái)冷空氣多次侵襲我國(guó)。

而實(shí)際上，《中國(guó)氣候變化藍(lán)皮書（2020）》顯示，20世紀(jì)80年代以來(lái)，每個(gè)連續(xù)10年都比前一個(gè)10年更暖。1951年至2019年，中國(guó)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(jì)，我國(guó)年寒潮過(guò)程頻次呈減少趨勢(shì)，減少速率為0.4次/10年。這種變化趨勢(shì)在一定程度上是受到了氣候變暖的影響。同時(shí)，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(huì)出現(xiàn)。從氣候變化事實(shí)來(lái)看，伴隨著全球變暖，一些極端事件反而偏多偏強(qiáng)。寒潮強(qiáng)度和頻次，受全球氣候背景及不同時(shí)空尺度大氣環(huán)流和外強(qiáng)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(gè)鐘擺，其左右擺動(dòng)的極點(diǎn)位置代表冷暖事件的程度，那么在全球變暖背景下，這個(gè)鐘擺的左右擺動(dòng)幅度會(huì)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(guò)極端熱事件出現(xiàn)的頻率更高，強(qiáng)度更強(qiáng)。

寒潮來(lái)自哪里又在哪兒加強(qiáng)

雖然影響我國(guó)寒潮的因素不勝枚舉，但孕育這些寒潮的多為3個(gè)“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(yáng)能較少，停留在那里的空氣團(tuán)越來(lái)越冷，當(dāng)冷氣團(tuán)積累到一定程度，一旦受到擾動(dòng)，就像貯存在高山上的洪水，會(huì)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(dòng)力”。

但僅有初始的動(dòng)力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，冷空氣南下途中還要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加強(qiáng)。而“培訓(xùn)地”就位于西伯利亞中部，這里的冬季寒冷漫長(zhǎng)，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(shí)候，能力已經(jīng)明顯加強(qiáng)，因而這一區(qū)域也被稱為“寒潮關(guān)鍵區(qū)”。

修煉過(guò)后能力明顯提升的寒潮開始被分配至各個(gè)“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(guò)長(zhǎng)途跋涉的寒潮到達(dá)各自“崗位”之后開始發(fā)力，不斷作威作福，受當(dāng)?shù)氐貏?shì)和環(huán)境影響，在我國(guó)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(huì)風(fēng)雪交加；在東北則會(huì)表現(xiàn)為更猛烈的大風(fēng)降雪；到江南流域，多會(huì)造成凄風(fēng)苦雨的壞天氣。此次寒潮過(guò)程就是受到持續(xù)的“西高東低”的環(huán)流形勢(shì)及持續(xù)偏強(qiáng)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(yán)寒可能成為冬季健康殺手

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

可見嚴(yán)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(jì)70年代興起的醫(yī)學(xué)氣象學(xué)，就是研究大氣環(huán)境對(duì)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(jī)構(gòu)研究溫度對(duì)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(guò)高或過(guò)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(guó)北方地區(qū)居民長(zhǎng)期居住在寒冷地區(qū)，對(duì)低溫具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；且北方在冬季會(huì)集中供暖，能夠大幅減少低溫對(duì)健康的危害。