不讲武德!这么冷竟然可能是暖冬?!

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冷空气正在席卷全国,瑟瑟发抖的小伙伴发出了灵魂拷问:

你穿秋裤了没有?这是不是最冷的一个冬季?

寒潮袭来,冷空气正在席卷全国,东北的小伙伴在争论到底是哈尔滨冷还是呼伦贝尔冷,北京大风降温到-10℃之下,体感温度直逼-20℃,上海的日最高温也逼近0℃,冬日暖阳顿时成了昨日往事,似乎一下子进入了“冰期”,最近是否气候异常?这样的寒潮天气以前有过么?是不是60年最冷冬季来临?难道“小冰期”来了?

笔者的朋友圈在10天之前就已经预警了此次寒潮过程,专业做相关研究的科研人员对未来的变化更为敏感。也不得不说,目前的数值预报的延伸期预测(10天以上的天气预测)水平确实有了长足发展,虽然还难以做到定时定点定量预测,但是对于全国寒潮这样的大过程抓得还是非常准确,小伙伴们可以登录大气物理所预测系统网站自己测试一下(http://project.lasg.ac.cn/FGOALS_f2-S2S/index.php),科学都是在大家不断挑剔中前行的!

图片来自于笔者朋友圈

目前的温度不算历史极值,如果觉得这个冬天冷,那可以看看往年,比如2019年12月31日,北京最低温度-15℃,日最高温-3℃,日平均温度-8.7℃;2018年12月30日,北京最低温度-14℃;哈尔滨最近最低温达到-28℃,而2019年12月26-28那次寒潮时,哈尔滨最低温度达到-31℃。尽管寒潮确实冷,但要是说冷得破纪录,可能还得再分析下数据,至少从目前来看,还有点距离。

个人看来,生物进化给人最大的发明是“忘记”,不知不觉中忘记过往的痛苦经历,人类才可以减少负担,乐观向前,之所以很多人觉得从来没有这么冷过,那肯定是忘记了上一个冬天和上上一个冬天,自己是不是也说过同样的话了。

我国冬季气温大幅度低于同纬度

我国地处欧亚大陆东侧,受大陆性气候影响,冬季盛行偏北风,北风来自遥远的北冰洋和西伯利亚地区,这些地方日照短促,黑夜漫长,强烈的长波辐射使得这一地区持续失去热量,成为北半球的冷极,像西伯利亚的维尔霍扬斯克曾记录过-67.7℃的极端低温(2020年6月20日,这一地区经历极端酷暑,日最高温达到38℃,年极端温差超过100℃)。来自冷极的冷空气顺着西伯利亚高压的东侧外沿,一路向南,越过我国三北(东北、西北、华北),可以到达华南,当寒潮爆发,冷空气极强的时候,甚至可以到达南海和东南亚地区。

受冬季风影响,我国冬季的平均温度比同纬度全球平均温度低很多,东北地区大概比全球同纬度低14~18℃,华北和黄河中下游大概低10~14℃,长江以南和华南沿海也偏低5~8℃。可以对比同纬度城市,例如英国利物浦纬度和我国东北漠河差不多,但是利物浦即使隆冬温度都很少低于0℃,港口常年不冻,海运畅通,冬季也一片郁郁葱葱,其1月份平均温度可以达到4.3℃,而漠河温度低到-30℃以下属于正常,冬季天寒地冻白雪皑皑满眼苍茫。

广州是我国著名花城,属于亚热带气候,大多数时间冬季温暖如春,四季花开,然而与同纬度的城市相比,例如与古巴哈瓦那相比,则温度要低很多,广州1月份也会偶尔降到冰点,每年平均有2天霜期,但是古巴哈瓦那则全年如夏,最低温很少低于10℃。

拉尼娜和冷冬

在2020年冬季来临之前,网上就有不少对于2020年冬季冷冬的预测,例如“将现60年来最寒冷冬天、最严重降雪”、“2008年以来的最冷一年”等,甚至这种情绪也传到股市,“冷冬板块”也掀起热度。

之所以2020年会被认为是冷冬,和2020年赤道东太平洋海温偏低有关,当海表温度比历史平均偏低0.5℃以上,持续5个月以上即可形成一次“拉尼娜事件”,从2020年8月份以来,赤道东太平洋地区海温偏低,到年底刚好满足“拉尼娜事件”要求的持续时间,不过从目前情况来看,偏低并不是很强,是一次中等强度的拉尼娜事件。

2020年冬季,热带中东太平洋海温偏低,出现La Nina事件。图片来自NO AA/CPC

一般而言,在拉尼娜的冬季,热带西太平洋气压偏低,积云对流和降水偏多,我国南海会形成气旋性低压中心,在低压中心的北侧,我国东南部地区北风偏强,容易出现较强的冷空气和更频繁的冷空气,这些都容易使得我国东部地区温度偏低,这在之前的几次拉尼娜事件中得到了印证,例如2007/2008年冬季即是一次较强的拉尼娜事件,温度异常最高达到-1.6℃,当年冬季我国南方出现严重冰冻雨雪天气;2010/2011和2011/2012年都是拉尼娜冬季,这两个冬季在我国都是冷冬,所以认为拉尼娜冬季可能会偏冷是有一定道理的。

La Nina事件与全球各区域气候异常都有一定关系,一般而言,热带西太平洋海温偏高,对流和降水较强,我国东部地区偏干偏冷。图片来自NOAA/CPC

然而,以上统计规律并不能保证一一对应,例如2017/2018年冬季也是一次拉尼娜事件,然而这一年冬季温度基本正常,还稍微偏暖一点。对赤道东太平洋的海温状况的研究有上百年了,学界认为每次厄尔尼诺(海温偏暖)或者拉尼娜(海温偏冷)事件都有各自的特点,不完全相同,其影响也有一定的差别,并不能将拉尼娜事件和冷冬一一对应。

另外,对于东亚地区的气候而言,其影响因子并不仅是赤道中东太平洋海温一个,东亚背靠最大的大陆,面对最大的海洋,还受最高大的青藏高原的影响,同时受海洋、陆地热力状况和地形的影响,年与年之间的气候变化比较复杂。

东亚冬季风异常受多个因子影响,包括西太平洋海温异常、ENSO事件、北大西洋涛动(NAO)、北极涛动(AO)和南极涛动(AAO)、平流层环流异常、行星波系统等,因此准确预测冬季气候及做冬季气候异常归因分析都具有较高难度

还有一点非常重要,东亚区域处于中纬度,同时受高纬度气候异常过程和热带气候异常的影响,是一个多因子影响下的变化,虽然大家渴望找到一个能够“包打天下”的预报因子,哪怕找到一个“主导”因子也行,但是目前看来并不实际。以发生严重冰冻雨雪灾害的2008年为例,尽管这一年是拉尼娜年,然而在南海并没有出现与拉尼娜事件相对应气旋性低压中心,反倒是个反气旋高压中心。在冰冻雨雪灾害的成因分析里,各研究分别指向了印度洋海温异常、高纬度环流异常、北大西洋海温异常以及平流层环流异常等。

冬季气候预测

每年冬季来临之前,国内外各个机构都会做冬季的气候预测,基于2020年11月份国内外多个机构所的预测,2020年冬季不仅不会是冷冬,而且很大可能会是一个暖冬,只有在东南沿海地区温度会稍低一点,当然预测有风险,但基于动力模型的结果,可靠度比网友猜测的“将现60年来最寒冷冬天、最严重降雪”要高很多。

2020年11月中国多模式集合系统(CMME)所做的冬季(12月、1月和2月)的全球气温异常,结果显示中国绝大多数区域温度偏高,东南沿海小部分区域温度偏低。图片来自CMME

2020年11月,美国多模式预测系统(NMME)所做的冬季(12月、1月和2月)的全球气温异常,在东亚区域NMME结果与CMME基本一致,但是NMME预测北美西北部有低温异常,这有待于未来检测。图片来自NMME

天气与气候有别

在了解这个冬天是不是冷冬之前,还需要对天气和气候的概念有所区别。天气指我们每天经历的气象变化,一般用温度、压强、风速风力、湿度、云量等来表示,例如“北京12月30日,天气晴,气温-12℃~-7℃,西北风三级,当前温度-9℃”,这是一个典型的天气状况的描述。而气候是一个区域较长时间气象要素的平均或统计状态,对应的时间尺度为月、季、年、数年到数百年以上,因此当说“北京冬季严寒、春季干燥多风沙、夏季炎热多雨、秋季秋高气爽”,或者“我国2020年夏季南方梅雨期偏长,降水异常偏多”,这是典型的对气候状况和气候异常的描述。

因此当我们讨论2020年冬季是“冷冬”或者“暖冬”,或者“偏冷”、“偏暖”的时候,我们讨论的并不是天气,而是整个冬季的平均状况,按照气象学的标准,一般以12月、1月和2月三个月的平均状况来考量冬季。因此,即使某一年是冷冬,也有可能有短时的暖期,或者某一年是暖冬,也会有寒潮和强空气过程。例如,2016/2017年冬季是一个典型的暖冬,是过去60年里最暖的冬季,但是这一年温暖的冬日里仍然有多次大范围的冷空气过程。就北京而言,其中2016年12月29-30日,最低温度降到-12℃;2017年1月10-13日,第二股冷空气使得最低温度达到-11℃;2017年1月19日~24日,第三次冷空气期间最低温度降到-14℃;2017年1月29日~2月2日,第四次冷空气期间最低温度降到-15℃。

在冬季无风的暖日,温度温度回升,在很多时候,北京的日最高温度甚至可以升高到10℃以上,在这样的日子遭遇强寒潮,温度骤然降低,经常会导致24小时内温度降幅超过15℃以上,再配合大风,人们会普遍感觉很冷,但是并不能因此就说整个冬天是冷冬,这就混淆了天气和气候的概念,任何一段时间的冷,某次天气过程的冷,都不能作为整个冬季冷冬的依据,只有整个冬季平均之后才可以判断。

很多人觉得冷,可能是对冬季缺乏足够的“尊重”,按照中国气象科学研究院林之光先生的看法,中国传统文化是一种“寒暑文化”,这是中国的“母亲气候”,因为冬季严寒,所以中国文化里才有很多关于寒冷的词汇,亲朋之间 “寒暄”、感慨“世事炎凉”,“寒门”出“寒士”,努力解决“温饱”问题等。

在没有暖气的过去,冬天不仅要穿秋裤、毛裤,还要穿棉裤,出门帽子、手套、围巾三件套缺一不可,而现在生活改善之后,棉裤、毛裤不见了踪迹,秋裤也成了区分“老同志”的标志,单裤逛街的人也不少,那不冷才怪!

作者魏科,系中国科学院大气物理所副研究员


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