万米高空大升温60度,暖冬已暖破天?超算:极端寒潮对准欧美

2024年的冬天,对于我国大部分地区来说,是一个不太寒冷的冬天。根据国家气候中心的数据,截止1月8日的冬季时间里,我国大部分地区气温较常年偏高1~2度,其中新疆、西南多地偏高幅度达2~4度。而未来10天,我国大部地区气温仍然较常年同期偏高1~3度,其中西北、华北西部等地的部分地区平均气温较常年偏高4~6度。如此来看,暖冬已初现端倪,这样的暖冬现象,让不少人感到惊讶和担忧。
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一、北极平流层的惊人变化
而在我国多地温暖之际,2024年1月,北极平流层发生了一次十分惊人的平流层爆发性增温事件(简称SSW)。从北极平流层的监测数据上看,短短数日内,在大约36000米(10百帕层面)的高空中,北极平流层一举升温接近60度,让一度-80度左右的北极平流层大举升温接近-20度,这种变化是相当惊人的。这次SSW事件的发生,也引起了国内外气象学界的广泛关注和研究。
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平流层爆发性增温(Sudden Stratosphere Warming,SSW)是一个特殊的气象概念,平流层是大气层的第二层,位于对流层之上,高度约为10~50公里。平流层的温度随高度增加而增加,这与对流层的温度随高度降低而降低相反。平流层的温度变化主要受太阳辐射的影响,因此平流层的温度分布与地理纬度有很大的关系。一般来说,赤道地区的平流层温度较高,极地地区的平流层温度较低。在冬季,由于极地地区缺乏太阳辐射,平流层的温度会降到-80℃以下,形成一个强大的冷高压系统,称为北极涡旋(Polar Vortex)。极涡是一种持续性且大规模的气旋,它在平流层中、上部的极地区域形成,并向下延伸到对流层。极涡的存在,会影响平流层和对流层的气流结构和强度,从而影响中低纬度地区的天气和气候。
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平流层爆发性增温,是指极地平流层温度在几天内快速升高几十度的一种天气现象。在增温出现之前,平流层极涡中的西风先减缓然后逆转。平流层爆发性增温会对平流层内部的气流结构和强度造成巨大的影响,从而影响下层的西风带和极涡。平流层爆发性增温的发生,有时会导致极涡的破裂或分裂,使得冷空气的运动变得更加复杂和不稳定,进而影响中低纬度地区的天气和气候。
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二、暖冬已暖破天?
平流层爆发性增温的机制,目前还没有完全明确的答案,但一般认为与对流层的行星波动有关。行星波动是一种大尺度的气流波动,它受到地形、温度梯度、气旋等因素的影响,可以从对流层向上传播到平流层。当行星波动的能量足够强时,它会对平流层极涡产生破坏性的作用,导致平流层爆发性增温。平流层爆发性增温一般出现在北半球,南半球未发现。这是因为南半球的地形较为平坦,行星波动的强度较弱,不足以影响平流层极涡。
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平流层爆发性增温对我国的天气和气候有什么影响呢?一般来说,平流层爆发性增温会导致平流层位势高度正异常下传到对流层,从而影响对流层的气压场和风场,从而影响天气系统的分布和运动。一般来说,平流层爆发性增温会导致西风带减弱,极涡分裂或移位,寒潮南下,中低纬度地区的气温降低。
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但是,这种影响并不是一成不变的,而是受到多种因素的调节和干扰,比如平流层爆发性增温的类型、强度、持续时间、频率等,以及对流层的海温、海冰、气旋等。因此,平流层爆发性增温对我国的天气和气候的影响,是一个复杂的、非线性的、不确定的过程,需要更多的观测和模拟来深入研究。
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三、极端寒潮对准欧美
根据目前的研究,2024年1月的平流层爆发性增温事件,是一种极涡分裂型的SSW,它导致了北极平流层极涡的分裂为两个子涡,分别位于欧亚大陆和北美洲上空。这种极涡分裂,使得北极平流层的位势高度正异常下传到对流层,从而影响了对流层的气压场和风场。
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具体来说,对流层的西风带减弱,北极涡旋被增暖事件震荡,可能会不断破碎南下,导致一系列激烈天气,目前超级计算机的预报中已经指出,北美洲、欧洲多地先后面临寒潮天气的袭击。比如美国,目前预报中已经指出1月13日北美洲一次强寒潮南下,美国部分地区面临历史性的寒潮袭击。
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而在欧洲,瑞典芬兰两国最低气温连续多日低于-40度,显示出了北极冷空气的活跃,而目前而蓄积在北欧的寒潮正式“开闸放水”,欧洲多地将迅速转入严寒当中。 ​​​
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那么,这次SSW事件对我国的天气和气候有什么影响呢?一般来说,平流层爆发性升温事件的影响,会在事件发生后的几周内逐渐显现,而且会持续到春季,甚至更长的时间。平流层爆发性升温事件的影响,主要是通过改变北极涡旋的强度和位置,影响对流层的气压场和风场,从而影响气温和降水的分布。超级计算机的预报中指出,在1月中旬,北极涡旋将重回西伯利亚,并且在1月中旬后期会非常靠近我国东北,这将导致我国东北等地严寒再次加剧,但会不会导致寒潮南下,还需要进一步观察。
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