1月10日，從北到南狂掃中國(guó)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^(guò)程中，降溫8℃以上的國(guó)土面積達(dá)250萬(wàn)平方公里，降幅12℃以上面積達(dá)40萬(wàn)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(lái)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(guó)氣象報(bào)記者專訪中國(guó)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(kāi)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(lái)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(kāi)始不穩(wěn)定，環(huán)流形勢(shì)也躁動(dòng)起來(lái)，開(kāi)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(lái)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(guó)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(guò)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(wú)論復(fù)盤今年寒潮過(guò)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(wú)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(lái)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(guò)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(guò)了過(guò)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(wú)疑是非?？焖俚?。其次是影響范圍擴(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(guó)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(guó)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(lái)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(kāi)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(lái)”。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(lái)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(méi)有人可以獨(dú)善其身。

問(wèn)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(guó)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(guó)作為負(fù)責(zé)任發(fā)展中大國(guó)的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。（作者：趙曉妮 李慧）