立春節(jié)氣剛過不久，從2月6日凌晨開始，我國東部地區(qū)從北到南出現(xiàn)了一次“暴走”的寒潮大風(fēng)天氣，多地最大風(fēng)力達(dá)到8至9級以上，有些地區(qū)的瞬時風(fēng)力甚至達(dá)到12級，北京延慶山區(qū)的風(fēng)速甚至超過40米/秒(13級風(fēng)力)。

與大風(fēng)天氣相配合，我國東部大多數(shù)地區(qū)的氣溫也降到了冬季最低點。2月7日凌晨，北京南郊觀象臺氣溫降到-12.1℃，白天最高溫僅-4.9℃，是入冬以來最冷的一天;2月8日，上海徐家匯溫度跌至-4.2℃，不僅是這個冬季以來的最低氣溫，而且成為近35年來2月的最低氣溫。

然而，在這次極端冷事件發(fā)生之前的1月，多個國際知名研究機構(gòu)發(fā)布2024年全球溫度數(shù)據(jù)，指出2024年是有觀測記錄以來最熱的一年。世界氣象組織在綜合分析了這些數(shù)據(jù)后，對以上結(jié)論進(jìn)行了確認(rèn)，并指出2024年全球平均氣溫比工業(yè)化前平均水平高出約1.55℃，是首個全球升溫超過1.5℃的年份。與之對應(yīng)，在本輪寒潮天氣之前，這個冬季我國大部分地區(qū)比較溫暖，其中北京的最低溫度一直高于-10℃。盡管北京部分地區(qū)出現(xiàn)過幾次零星降雪，但都不符合初雪標(biāo)準(zhǔn)。溫暖成為春節(jié)前我們關(guān)于這個冬季的主要記憶。

在這樣的背景下出現(xiàn)極端冷事件，這種現(xiàn)象不禁讓人困惑：為什么全球變暖了還有這么冷的寒潮大風(fēng)天氣?極端暖和極端冷之間究竟有什么聯(lián)系?

在全球變暖的背景下，極端冷事件的頻率和強度并未減弱，反而頻繁出現(xiàn)。例如，2021年2月，美國得克薩斯州進(jìn)入重大災(zāi)難狀態(tài)。罕見的冬季風(fēng)暴不僅使多地氣溫創(chuàng)歷史同期最低紀(jì)錄，而且使天然氣管道和進(jìn)水管結(jié)冰，導(dǎo)致大規(guī)模斷水?dāng)嚯?，造?00余人死亡。本輪寒潮大風(fēng)過程給日本帶來本年度最強寒潮暴雪天氣，北海道帶廣市在12小時內(nèi)觀測到創(chuàng)紀(jì)錄的129厘米降雪，青森縣部分地區(qū)積雪厚度接近4米，多地高速公路路段臨時封閉，多條鐵路線路因積雪而停運。同期，美國多地遭遇了罕見的冬季風(fēng)暴，多地氣溫比往年同期低7至14℃，新奧爾良、堪薩斯城、肯塔基州等地降雪量超過20厘米，致使大規(guī)模航班取消、停電和停課。

研究表明，全球變暖加劇了氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致極端天氣事件更加頻繁，并且冷暖轉(zhuǎn)變和干濕轉(zhuǎn)變更加劇烈。北半球中緯度的冷暖過程變化在一定程度上與“北極放大”效應(yīng)有關(guān)。全球變暖并不是所有地區(qū)“一二三齊步走式”變暖，而是有些地區(qū)增暖幅度大，有些地區(qū)增暖幅度小。例如，大陸地區(qū)的增暖幅度超過海洋，高緯度地區(qū)增暖幅度超過低緯度地區(qū)，其中北極地區(qū)的增暖趨勢是全球平均水平的3倍以上，這就是“北極放大”效應(yīng)。

冬季，北極上空有逆時針旋轉(zhuǎn)的極地渦旋，渦旋周圍則是強大的西風(fēng)帶，繞全球一周。一般而言，嚴(yán)寒的極區(qū)和溫暖的中緯度地區(qū)之間溫度差越大，西風(fēng)氣流越強，極地渦旋就越穩(wěn)定，冷空氣就越容易被禁錮在極區(qū)。“北極放大”效應(yīng)使南北增溫幅度不同，縮小了極區(qū)與中緯度地區(qū)之間的溫度差，從而使極地渦旋的穩(wěn)定性降低。在這種情況下，西風(fēng)帶上的擾動容易急劇發(fā)展，形成南北跨越中高緯度地區(qū)、東西跨越半個地球的大型波動。在波動的槽線附近，來自極地和高緯度地區(qū)的冷空氣長驅(qū)南下，暴風(fēng)雪和寒潮天氣最為嚴(yán)重;而在波動的脊線附近，來自中低緯度的暖空氣可以長驅(qū)直入高緯度地區(qū)，甚至可以進(jìn)入極區(qū)，使極區(qū)的溫度超過中緯度地區(qū)。

因此，在本輪寒潮大風(fēng)天氣過程中，原本圍繞北極逆時針旋轉(zhuǎn)的極地渦旋受大型波動的影響，發(fā)生了扭曲，被拉扯成一個“8”字形環(huán)流。冷空氣從“8”字的兩頭傾瀉而出，一支直撲東亞地區(qū)，另一支在北美地區(qū)肆虐。這就是一個典型的極地渦旋穩(wěn)定性變化的過程。根據(jù)1月17日發(fā)表于《npj氣候與大氣科學(xué)》的最新研究論文，在全球變暖背景下，北半球冬季的大型波動會顯著增強，這會使中緯度地區(qū)的天氣過程變得更加極端，并且維持時間更長?？雌饋順O寒的天氣過程，卻能在全球變暖里找到肇事的根源。在某種程度上，極端冷與極端暖是同一枚硬幣的兩面。

在一個地方出現(xiàn)極端冷事件與全球整體變暖并不矛盾。在我國大部分地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)寒之際，全球其他地方的高溫不斷，如果對全球進(jìn)行整體平均，依然能夠作出全球整體變暖的判斷。此外，短時間極端冷天氣事件與長時間的氣候變暖并不矛盾。極端冷天氣事件維持時間較短，一般為一兩周，在寒潮前和寒潮后，我國大部分地區(qū)都明顯偏暖，如果進(jìn)行全年整體平均，依然會得出整體偏暖的結(jié)論。

從溫暖環(huán)境突然進(jìn)入寒冷環(huán)境，人體需要時間調(diào)整生理機能，這種調(diào)整過程可能導(dǎo)致身體不適，甚至引發(fā)健康問題。除了凍傷外，寒潮低溫還會顯著增加心血管疾病的發(fā)病率和死亡率，使呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率飆升，引起流感、哮喘、慢性阻塞性肺疾病等。

除了冷暖交替變化外，干濕的快速切變也會帶來嚴(yán)重的地區(qū)性災(zāi)害。1月，美國南加州地區(qū)山火肆虐與該地區(qū)的嚴(yán)重干旱直接相關(guān)。2024年5月初至12月底，洛杉磯市中心僅記錄降雨0.16英寸。而在干旱之前的冬春季節(jié)，這一地區(qū)則處于“暴雨模式”，降雨量是歷史值的兩倍。豐沛的降雨有助于植被生長，2024年夏季洛杉磯比往年“綠”30%，山區(qū)草木如綠色地毯般蔓延。而當(dāng)后期旱澇急轉(zhuǎn)、極端干旱來臨之時，植被干枯后就為山火燃燒提供了豐富的燃料。

極端天氣的交替出現(xiàn)是氣候變化的一個重要特征。我們要加強氣象監(jiān)測和預(yù)警，增強公眾的防寒意識，加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并采取應(yīng)對氣候變化的措施。只有這樣，我們才能更好地應(yīng)對氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，保護(hù)社會和經(jīng)濟(jì)安全。

(作者系中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員)