冷吗？冷！那再 X3呢？
2022/12/3 10:00:00 中国科普博览
11月26日，中央气象台发布了今冬最强寒潮橙色预警，我国大部分地区剧烈降温，多地极大风速甚至突破了历史同期极值，降温幅度超过18℃。这一次，全国winter 真的coming了～而上一次寒潮预警还是10月2日——这是中央气象台12年来发布的最早寒潮蓝色预警，也是我国首次出现北方寒潮和南方高温预警同时发布的情况。伴随着窗外速度34迈的疾风，小编陷入了沉思：为什么今年的寒潮如此百变？“冰火交融”的奇特情景为何出现？今年寒潮到底强不强？冬天冷不冷？其与频上热搜的三拉尼娜又有没有关系？
图片来源：中央气象台
Part.1
寒潮伴着高温来，今年第一场寒潮为啥那么怪？
今年的第一场寒潮开始与南方无关，当中东部经历断崖式降温(8~12℃)时，南方还有多个站点突破了单站历史同期最高气温。这样高温和寒潮预警同时发布的“怪异”场景，着实让人想呼一声“活久见!”
图片来源：中央气象台秋季以后，从北极南下的冷空气都会在西伯利亚汇合然后影响我国，冷空气实力越强，影响范围越大。而这次寒潮虽然实力强劲，无奈对手过于强大，未能一举南下。这个打破冷空气“霸主”局面的对手，就是赫赫有名的夏季高温霸主——副热带高压。通常来说，副高在秋雨后会南撤，将舞台留给北面的冷空气。但是这次，副高北抬，在它的“压迫”下，憋屈的西伯利亚冷空气只能退守淮河以北，直到10月5日，副高“服软”，南方的高温危机才得以解除。两兵相接处的江淮、黄淮到四川盆地一带结结实实下了场雨。
图片来源：中央气象台其实不只是南方，今年9月底到10月初我国很多地方都异常偏暖。夏季至今，长江中游还出现了超长待机的严重干旱。所以这场突如其来的寒潮才会让人猝不及防——国庆前还在穿短袖，怎么突然就该套上羽绒服啦？
图片来源：中央气象台要想更深入地了解这“水火交融”的局面，就不得不提到最近频频登上社会新闻的“拉尼娜”了。
Part.2
本世纪首例——三次登门的拉尼娜有多罕见
太平洋强拉尼娜(上，1988年12月)和厄尔尼诺(下，1997年12月)期间的海面温度异常图。图片来源：NOAA拉尼娜和新闻常客厄尔尼诺是一对亲兄妹，出生在热带太平洋，二者有着截然不同的性格特点。与厄尔尼诺相反，拉尼娜事件是指赤道中、东太平洋海表温度异常出现大范围偏冷，且强度和持续时间达到一定条件的现象，气象上称之为“冷位相”。通常，厄尔尼诺和拉尼娜是“二人转”——轮流出现。拉尼娜事件结束后，海洋会伴随一段时间的“中性”状态(既非厄尔尼诺也非拉尼娜)，再慢慢过渡到下一个阶段。这个时间或长或短，但拉尼娜事件持续两年或两年以上的情况很常见。此前记录中最长的厄尔尼诺持续了18个月，而最长的拉尼娜持续了33个月。之所以这次拉尼娜的出现备受关注，是因为它是本世纪首位连续3年都登上舞台的执着选手，十分罕见。在2020年8月-2021年3月，2021年9月-2022年5月，2022年8月至今，拉尼娜三次接连“探底”，着实有点不按规矩来。美国海洋大气管理局(NOAA)指出，拉尼娜现象可能在明年2月至4月过渡到中性状态(57%概率)，不排除后续出现厄尔尼诺的可能，总体而言，从2020年持续至今的拉尼娜暂时都为弱强度。
气候模型对2022-2023年对Ni?o-3.4关键区温度异常的预测(可指明发生厄尔尼诺/拉尼娜的可能性)。黑线代表北美多模式集合平均结果
图片来源：NOAA
Part.3
寒潮发生=拉尼娜使坏?
厄尔尼诺和拉尼娜，对于地球来说，都是小小一只，但通过破坏连接热带和中纬度的大气环流，它们往往能通过“遥相关(可以简单理解为连锁反应)”带来全球天气的广泛变化，因此一直受到广泛关注。对我国而言，拉尼娜最容易在夏季发生，使得西太平洋地区和南海地区海温偏暖，登陆我国的台风数量偏多。建国以来，登陆我国最早的台风“浣熊”就是被拉尼娜事件触发。同时，拉尼娜有助于西太平洋副热带高压实力增强，在今年夏秋季，副高长期稳定控制长江中下游地区，使得人们“苦夏久矣”。由于拉尼娜发生时我国附近海域海温偏高，暖空气抬升，导致气压偏低，引导来自北面的冷空气南下，容易带来秋冬季频繁且活跃的冷空气。2008年(一次双峰型拉尼娜事件的第二年)，我国发生了恐怖的大范围南方雪灾，129人丧生，直接经济损失高达1516.5亿元人民币。
2008年，一场冬季风暴扰乱了人们回家的旅程，交通中断，电网瘫痪
图片来源：China.org.cn但拉尼娜并非影响寒潮的唯一要素。寒潮是一次短期天气过程，拉尼娜事件则代表长期气候异常。拉尼娜的出现容易增加冬季冷空气活动频率，使得冬季阶段性偏冷(也就是使得寒潮出现概率变大，强度偏强)。除拉尼娜外，北极海冰，青藏高原积雪、欧亚积雪等也是影响我国冬季天气的常客，它们的共同作用决定寒潮爆发的地点和强度。以2008年的暴雪发生为例，除了拉尼娜，中高纬环流、热带大气季节内振荡等都在打配合。
1951年以来La Nina年合成(左：气温距平百分率；右：正距平概率)
图片来源：国家气候中心
具体到某一次寒潮，可能是受到长期潜移默化间接影响(如拉尼娜)和短期(例如中纬度波动异常形成的阻塞高压)天气形势的直接作用，因此“寒潮发生=拉尼娜作用”的等式并不成立。打个比方，今天的你是否开心不仅随着食堂饭菜的质量波动，还受到今日核酸排队时间、外卖等待时长，近期工作是否顺利，是否长期单身等诸多因素的影响。
Part.4
推测一下，这个冬天会更冷吗？
在1986年之前，拉尼娜发生当年，我国的确以冷冬为主，但是随着全球变暖的加剧，一个显著的现象是，我国冬季平均气温已经呈现明显的增暖趋势。
图片来源：参考文献6根据气象部门统计，1986年后，拉尼娜事件当年出现暖冬频次增加。一个显著的现象是，最近拉尼娜年的全球平均温度比前几十年厄尔尼诺年的温度都要更高了。
1950年到2021年的年平均地表温度，每个十年中最暖和和最冷的年份在上面画上圆圈：红色代表厄尔尼诺年，蓝色代表拉尼娜年。
图片来源：NOAA由于不同拉尼娜年对应不同的海陆差异和环流配置，其天气气候特征可能大不一样，因此这个冬天是冷是暖，还真不能由它自己决定。如2020-2022年的10月我国气象灾害分布就有很大差异。
图片来源：国家气候中心2021年拉尼娜期间，10月15日-17日，我国遭遇了当年第一次寒潮，北京打破了自1969年以来同期最低温度记录。11月6-9日，北京的第一场雪比冬季平均水平提前了23天，气温创10年来的最低纪录，内蒙古多地更是遭遇了有历史气象记录以来的最强暴风雪。全国11.8亿人口和90%的地区(包括海南)都受到了影响。总体而言，2021年是个冷冬，而同是拉尼娜的2020年却是个暖冬。
2021年11月7日，工作人员在北京天坛祈年殿清理冰雪。
图片来源：全球时报今年，寒潮的发生无疑又提前了。目前，欧洲中期天气预报中心(ECMWF)预测，欧洲国家可能即将面临一个比往年更冷的冬天。而中国国家气候中心预测我国今年总体偏暖，前冬偏暖，后冬偏冷。中国科学院大气物理所的研究进一步表明，在北大西洋涛动和乌拉尔山以西异常反气旋的控制下，欧洲地区和亚洲中高纬大部分地区的气温将偏高；同时，由于暖北极和冷热带在半球尺度上的协同效应，亚洲中纬度地区仍存在发生频繁寒潮事件的可能性。当然，更重要的可能不是这个冬天“总体”冷不冷，而是阶段性寒潮和极端低温出现概率会不会增加。因为即使是排名全国平均气温历史同期第八高的2020年冬季，极端冷事件依然频繁发生。而当天气像过山车一样起伏很大，才更让人伤脑筋!
2020/2021年冬季全国平均气温及距平逐日变化
图片来源：国家气候中心
Part.5
全球变暖了，寒潮会变少吗？
其实在全球变暖背景下，全球寒潮/冷空气发生频率的确在降低，影响我国的寒潮/冷空气次数总体也呈减少趋势。科学家利用数值模式开展的未来预估试验表明，不同排放情景下冷空气爆发频率都呈现减少趋势。
图片来源：中国气象
但是寒潮的强度并未降低，即气候变暖并没有限制极端寒潮事件的发生。以我国北方为例，1960-2016年期间极端寒潮发生的频率和数量并未随着冬季气温的增加而减少。研究发现2002-2014年冬季极寒事件在陆地上也呈现增加趋势。预估结果表明，未来极端寒潮仍然可能在东亚频繁出现。而这样的变化，已经被越来越多“极端天气事件归因”的研究证据证明与人类活动有关。
人为活动对极端气候事件影响归因
图片来源：澎湃新闻汉化极寒，极端高温、极端降水、极端对流风暴……在过去的几十年里，全球平均地表气温的上升使得极端天气和气候事件的响应变得越来越敏感(点这里看专家解读气候变化)。研究表明，未来人类活动导致的全球变暖影响下，极端天气事件在全球范围内发生的频率和强度都会明显增加。在《巴黎协定》通过的7年后，呼吁已久的“减碳”依然在努力的路上。全球碳计划(Global Carbon Project)11月11日发布的一份报告显示，2022年全球二氧化碳排放量仍保持在创纪录水平，自然碳汇正受到气候变化的影响。预计到2022年，大气中的二氧化碳浓度将达到平均417.2 ppm。值得振奋的是，全球变暖的步伐虽未停止，人类积极适应与行动的步伐也并未减退。2021年11月13日，联合国气候变化公约第26次缔约方大会(COP26)在英国格拉斯哥闭幕，来自近200个国家的代表签署了《格拉斯哥气候公约》，承诺将共同努力将全球升温控制在1.5摄氏度以防止更多灾难事件的发生。今年，COP27刚于当地时间11月20日在埃及沙姆沙伊赫正式闭幕，会议通过了建立基金用于为贫穷国家因气候变化而遭受的损失与损害买单的决议。面对挫折与困难，这颗星球上的大多数人坚定地站在了“让我们的世界更美好”的一面，共同携手向着更光明的未来前进～
参考文献：
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[22] Daily briefing: Rare ‘triple-dip’ La Ni?a climate event looks likely(https://www.nature.com/articles/d41586-022-01668-1)
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[24] Friedlingstein, P.; O’Sullivan, M.; Jones, M.W.; Andrew, R.M.; Gregor, L.; Hauck, J.; Le Quéré, C.; Luijkx, I.T.; Olsen, A.; Peters, G.P.; et al. Global Carbon Budget 2022. Earth System Science Data 2022, 14, 4811–4900, doi:10.5194/essd-14-4811-2022.
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