正常情况下,北极涡旋会分裂为两个,分别分布在加拿大的巴芬岛和西伯利亚东北部,它们分别控制着西北半球和东北半球的高纬度气流,这种情况也还算稳定。
只是这两个还好
问题是,他们会不会继续南下
极地涡旋南下+拉尼娜现象助攻
不巧的是近三十年,全球变暖越来越显著,这导致海冰减少,反射减弱,吸收更多太阳热力,海冰进一步减少的恶性循环,所以出现了非常反常识的现象——北极升温幅度接近其他地区平均升温幅度的三倍。
北冰洋2018年3月的海冰范围
与19812010年同期比较
北冰洋2018年9月的海冰范围
与19812010年同期比较
显然,数十年来,冬季的海冰范围变化不大
但夏季北冰洋的海冰范围急剧缩小
北极比赤道暖化更快也就意味着两者之间的温差正在减弱,大气环流也因此受到影响。继而,它减弱了极地涡旋和西风急流,使西风急流较为波动,有利于北极冷空气南侵。
所以在过去四十年,极地涡旋的偏弱的趋势在逐渐明显,在近年来终于愈发明显地出现分裂。在最严重时分裂为杂乱无章的数个,并南下到北半球中高纬地区,这也就解释了为什么在2010年代,美国东北部的冬季变得更加严酷。
极涡南下,五大湖也能体验到北极的温度了
这和这几天北京的体验比较类似
极涡盘旋着卷过美国东北部
2020年秋天,北极海冰出现了有观测以来第二少的情况,极地涡旋大大减弱,约束力更差,冷空气走向混乱的现象也就更明显了。
极地冷空气南下通常两个走向,欧亚或北美。今年,冷空气轮到了偏向欧亚地区,而欧亚大陆冬季温暖气候主要由北大西洋吹向大陆的暖湿气流维持,西风的减弱又导致南北向的气流运动缺少阻塞,有利于冷空气的南侵,这就是今年中国出现强寒潮的背景。
分裂为多极的极地涡旋(下图为2014年1月5日)
不同难分南侵的方向不同,今年是东北亚
除了极地涡旋减弱的大环境,发生于赤道中东太平洋的拉尼娜事件,对这个尤其寒冷的冬季也起到了推波助澜的作用。
拉尼娜现象源自东南信风吹走了太平洋东部被晒热了的表层海水,导致底部寒冷的海水上翻,赤道太平洋中部和东部海洋表面温度的大尺度降温,并影响热带大气环流,进而影响风和降雨量。它对天气和气候的影响通常与厄尔尼诺现象相反,对中国来说,增加冷冬出现的概率。
厄尔尼诺对应中国的暖冬,拉尼娜则对应冷冬
但相比平均气温,突发的气温变化更引人关注
2020年10月末,世界气象组织便宣告了一次中等到强级别的拉尼娜现象形成,这次的拉尼娜现象延续到了2021年,并在今年冬季迎来了峰值。这次拉尼娜现象对我国南方的影响较大,降低了持续性雨雪冰冻的可能性,但是也影响了副热带高压的位置和强度,导致南方难以阻挡冷空气的南下。
所以这次全国都很冷,零度以上的省份已经不多了
当然,北方则进入了北极模式
可以说,北方极地涡旋减弱和南方拉尼娜现象盛期的两个因素互相影响,导致2021年开局全国范围的降温,也让大家都听到了家乡的风说的话“我要你死。”
变暖导致的冷冬
冷和暖是一个相对主观的标准,今年各种因素综合影响下的寒潮让人萌生冬季变冷的怀疑。然而事实上,近年来其实一直是暖冬偏多,大众对冬季气温的预期已经变得很高了。
像这样的大雪,我小时候远比现在要多,也更冷