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                                  丁一匯院士解析全球變暖與極端天氣氣候事件之關系 來源:中國氣象報社 日期:2021年01月12日10:19

                                    1月10日,從北到南狂掃中國東部大部地區的寒潮基本結束。6日至8日,在這場幾乎與2016年隆冬“霸王級”寒潮量級相當的天氣過程中,降溫8℃以上的國土面積達250萬平方公里,降幅12℃以上面積達40萬平方公里;北京、河北、山東、山西、陜西等省份共計60個氣象觀測站的最低氣溫突破或達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”到每個人的生產生活中。

                                    “極端”寒冷和全球升溫曲線,為何兩個看似相悖的名詞會產生關聯?中國氣象報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、行星尺度的西風帶與極地冷空氣南下

                                    讓我們先拋開看到的一個個極端低溫數字,以及從衣柜中拖出的最厚羽絨服,從個體的“冷”中暫且跳出,把視野擴展到行星尺度,來理解冬季的冷空氣以及最近這場寒潮。

                                    在地球的最北端——北極地區,是北半球冷空氣的發源地。在漫長的冬季,冷空氣堆積在一起,直到某個時機踏上南下征程,勢力強勁的甚至可以一路沖上青藏高原或奔向南海甚至南半球。

                                    從極地的強大高氣壓到赤道海洋的低氣壓之間出現氣壓梯度,大氣便由氣壓高的地方向氣壓低的地方流動。而由于地球的自轉,風沿地表作水平運動就會受到地轉偏向力影響,在北半球向右偏轉成西北風。北半球冬季的氣候正“受控”于中緯度地區的西風帶。在極地的“冷”與赤道的“暖”之間,形成跨半個地球的“溫度梯度場”,二者之間存在明顯的南北溫度梯度。正常情況下,這個溫度梯度很大,使得西風帶穩定而強大,存在于其中的環流形勢(槽和脊)很穩定,稱為緯向環流型,這種環流型主要使氣流從西向東沿緯圈運動。但全球氣候系統平衡被打破后,西風帶開始不穩定,環流形勢也躁動起來,開始擴張自己的“地盤”,這時就會出現寬闊的大槽大脊,引導著冷空氣順著大槽長驅南下。

                                    而今年此次寒潮背后,癥結正在這里。

                                    在全球變暖的大背景下,北極以其他地區2倍到3倍的速率升溫,即其他地區增溫1℃,北極可以增溫2℃到3℃。導致海冰快速融化,冰蓋面積萎縮,2020年9月,北極海冰為有觀測以來第二少,是北極增暖有力的證據。

                                    快速增溫的北極,縮小了原本從極地到赤道的經向溫度梯度。在這種情況下,西風帶氣流變得十分不穩定,通常不會延伸到北緯50度的高壓脊伸展到北極地區,而通常處在長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壯的大脊引導南下,順著大槽一路橫掃,在短短一周時間內成為全國型大寒潮。

                                    此外,赤道中東太平洋目前處于發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,北半球南北經向溫度梯度進一步減小,控制西風緯向環流的作用也進一步減小,有利于大槽大脊的發展。

                                    全球變化正是通過北極地區和熱帶地區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。

                                    而無論復盤今年寒潮過程,還是回溯2016年霸王級寒潮,都可以看到顯著的北極海冰減少的情況,你如果留意,同時也會發現全球變暖的持續作用,也就是地球的溫度繼續在上升。

                                    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”事件時期的地球,全球平均氣溫一路爬升,已經超過了億年氣溫平均線。

                                    增溫或許不可怕,可是如果從兩個方面去分析氣候變化,就會產生壓力。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期50年的增溫速率,現代的全球變暖無疑是非??焖俚?。其次是影響范圍擴大,現在的增暖發生在全球每一地區。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,正是發生在這種背景下。

                                    如果將時間尺度再縮短一些,從1960年至今,我國溫度曲線一直為上升趨勢,在這條攀升的曲線上出現自然周期疊加的震蕩,則將我國氣候大致可以分為三個時期:冷期、暖期和氣候變暖停滯期。

                                    其中,上世紀60年代到80年代為冷期,該時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%極端冷事件發生于此時;上世紀80年代到2000年,氣候變暖持續,海洋轉為暖位相,自然的“暖”與人類活動的“暖”相疊加,迎來了暖期,此時期極端冷事件幾乎很少發生;全球從2000年開始,海洋變冷,但人類活動導致的氣候變暖并未止步,自然的“冷”與人類活動的“暖”疊加影響,使我們處于一個氣候變暖停滯期,數個極端冷事件也在此時發生。

                                    一次極端的冷事件的影響時間和范圍,盡管對于個人而言是劇烈的和漫長的,但相比較更宏大的行星大氣運動又是弱小的,人類造成的變暖的趨勢并不會因此改變。

                                    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,夏季的高溫熱浪將會不斷向北擴展,而冬季冷事件的總量盡管可能減少,其更加極端化卻會帶來很大風險。

                                    人類活動排放的二氧化碳等溫室氣體都會在全球大氣中混合和運動并產生效應,沒有人可以獨善其身。

                                    問題不可回避,節能減排是全人類共同的責任與義務。中國承諾碳排放力爭于2030年達到峰值,努力爭取在2060年實現碳中和,既是艱巨的挑戰,也是中國作為負責任發展中大國的責任與擔當。

                                   ?。ㄗ髡撸黑w曉妮 李慧 責任編輯:欒菲)

                                    

                                    

                                    



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