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      2. 環境科普:天氣為何這么冷?
        極寒天氣襲擾歐亞
            自今年1月底以來,歐亞大陸遭遇大雪寒潮大風等災害襲擊。低溫雨雪天氣引發了交通癱瘓,電力供應中斷,供暖、供電、供氣受影響,多國進入緊急狀態。歐洲地區的極寒天氣已導致至少650人死亡。我國入冬以來42個地方遭遇極端低溫天氣,內蒙古自治區呼倫貝爾市甚至出現-50.7℃的極端低溫。
            究竟是哪些原因導致了極寒天氣的出現?極寒天氣的出現是否意味著全球氣候變暖停滯?本期應知圍繞這些問題,進行解讀。
          
            解讀

                                極寒天氣的成因有哪些?
            在歐亞大陸出現的歐洲寒潮、日本暴雪和中國低溫等極寒天氣,是大氣環流異常引發的極端氣候事件鏈。大氣環流是大氣中熱量、動量、水汽等輸送和交換的重要方式,是形成各種天氣和氣候的主要因素。大氣環流形勢變化是氣候異常的重要標志。
          當前席卷歐洲的嚴寒天氣是由西伯利亞高壓氣團造成的。西伯利亞高壓氣團阻礙了暖空氣西進,導致歐洲地區溫度驟降。來自北方的冷空氣與來自地中海的暖濕氣流在東南歐上空交匯,給這一地區帶來大量降雪。造成歐亞極寒天氣的大氣環流異常的成因十分復雜,它是由多方面因素導致的,主要因素有北極濤動、全球氣候變暖、拉尼娜現象的影響等。
                                     因素一:北極濤動

          北極濤動是一個氣候概念,是北半球中緯度和高緯度的氣壓此消彼長的一種“蹺蹺板”現象。通常,北極極地中心被低氣壓控制,極地上空常年存在一個巨大的冷性渦旋,并被周圍的高氣壓包圍著,而中緯度地區受高氣壓支配,這種“南高北低”的態勢稱為北極濤動正位相。這種情況下,冷空氣被限制在極地范圍,因此在冬天也感覺不到那么冷。
          但當北極濤動正位相逐步減弱,開始向負位相發展時,“南高北低”逐漸轉為“南低北高”,北極極地中心逐漸被高氣壓控制,之前一直限制在極地范圍的冷空氣就被排擠南下,給所經過的地區帶來寒潮天氣。
          今年冬天,北極濤動處于負位相,北極的冷空氣向中高緯地區迅速擴散,烏拉爾山阻塞高壓建立,促使西伯利亞高壓加強。這樣的環流形勢有利于強冷空氣南下侵襲歐洲、中國、日本,而暖空氣則北上北極地區,出現了“南寒北暖”的局面。
          同時,我國南方、日本及西北大西洋上空被異常氣旋性環流所控制,有利于西太平洋水汽向我國南方和日本一帶輸送,與北方的強盛冷空氣匯合形成日本暴雪及我國南方嚴重的低溫陰雨! 
                                    因素二:全球氣候變暖

          全球變暖導致北冰洋海冰的溶解消退也是造成反常天氣的原因。由于全球氣候變暖,北極冰蓋的體積在近30年里減少了20%。極地海洋一旦缺少冰層覆蓋,海面相對溫暖的空氣就會向寒冷的高空移動,影響極地大氣循環。其結果是極地冷空氣在高壓系統推動下,向北半球大陸地區進發,導致當地氣溫驟降。北極海冰的減少會影響俄羅斯以北上空高壓天氣系統的發展,將北極和西伯利亞的寒風帶到歐洲和不列顛群島。
          國外極地與海洋研究所的研究已證實,北極海冰的減少與極地區域高壓的發展之間存在關系,后者影響著南部低緯度地區的氣流模式。隨著海冰減少,大量的熱量從海中釋放到寒冷的空氣中并導致空氣升溫。升溫的空氣使氣壓不穩定并改變北極與其以南區域之間的氣壓差異,最終導致氣流模式的改變。
                                     因素三:拉尼娜現象

          拉尼娜現象,又稱反厄爾尼諾現象,指赤道太平洋東部和中部海面溫度持續異常偏冷的現象,是熱帶海洋和大氣共同作用的產物。這一現象的征兆是颶風、暴雨和嚴寒,比如2008年初,我國部分地區就在其影響下,遭遇了歷史罕見的持續大范圍低溫、暴雪、冰凍襲擊。
          “拉尼娜”源于局部海洋溫度的變化,這些變化會對大氣環流產生深遠影響,而大氣環流又是影響氣候風貌的重要因素。
          中國雖然不是受“拉尼娜”影響的核心地區,但是這種大范圍內氣候的改變使中國也難以置身事外!袄崮取卑l生時,由于大氣環流以及副熱帶高壓的變化,使得影響我國的夏季風明顯增強。強勁的夏季風將大量暖濕空氣帶到內陸,使我國北方地區夏季降水增多。到了冬季,“拉尼娜”現象造成東亞地區經向環流異常,有利于中國北方冷空氣的南下,造成大范圍的大風降溫天氣。
          2012年正是“拉尼娜”年,即發生拉尼娜現象的年份。自入冬以來,赤道中、東太平洋拉尼娜事件持續發展,同時北太平洋海溫持續偏暖,有利于海陸熱力差異加大,造成東亞冬季風偏強,導致中國及日韓一帶氣溫偏低。
            名詞解讀
                                       小冰期
          小冰期,是指一段在中世紀溫暖時期之后開始的時間段,通常認為從15世紀初開始,直至19世紀末結束。這個名稱由弗朗索瓦-埃米爾•馬泰(Francois-EmileMatthes)于1939年所創立。在小冰期期間,許多地區的冰川都發生過明顯的擴展和前進,完整的冰磧物及其構成的地貌,表明其規模和范圍要比現今的冰川大得多。
          小冰期的重要特征,是長時間、全球范圍內氣溫的顯著下降,尤其在高緯度和高海拔地區,氣候敏感的生態脆弱帶所表現出的環境效應十分突出,影響植物生長和農業生產,對社會經濟的發展帶來嚴重的后果。
          目前在歐亞大陸肆虐的嚴寒天氣,不論是持續時間還是肆虐范圍,都無法與“小冰期”相提并論。僅僅因為近期出現的嚴寒天氣就預言“小冰期”又要來了,是毫無根據的。
                                     明清小冰期

          指1550年至1851年間,中國出現的明顯降溫期。除了云南、貴州等地區降溫不明顯外,小冰期盛期在全國范圍普遍出現低溫期,冬季和夏季降溫均較明顯,降溫的幅度在1℃左右。由于這一時期跨中國明、清兩朝,所以在中國也稱“明清小冰期”。由于當時防御措施不及時,發生了群發性的農作物減產,隨后還出現饑荒等一系列連鎖社會效應,影響很大。
                                       冷高壓

          指形成于冰雪覆蓋的中緯度和高緯度地區的冷性高氣壓。北半球的冷季多形成于西伯利亞和加拿大地區,暖季多形成于北極地區。
          冷高壓的強度隨高度減弱,到高空則轉為冷低壓。它是一種比較淺薄的天氣系統,平均厚度不超過3km。冷高壓常出現在高空槽的后下方,由于槽后的質量輻合,可使其下面的高壓得以維持和加強,并受高空氣流的引導而移動。在槽后西北氣流的引導下,整個高壓系統南下,或分裂成幾個高壓南下,其中強的高壓南下可形成一次寒潮過程。
            解惑
                            低溫是否說明全球氣候變暖停滯?
            焚燒化石礦物以生成能量,或砍伐森林并將其焚燒時會產生二氧化碳等多種溫室氣體,由于這些溫室氣體對來自太陽輻射的可見光具有高度的透過性,而對地球反射出來的長波輻射具有高度的吸收性,能強烈吸收地面輻射中的紅外線,使地表與低層大氣溫度增高,也就是常說的“溫室效應”,引發全球氣候變暖。全球變暖會導致全球降水量重新分配、冰川和凍土消融、海平面上升等,既危害自然生態系統的平衡,更威脅人類的食物供應和居住環境。
          全球在變暖,但近年世界許多地區,卻連續經歷嚴寒的冬天,這似乎與全球氣候變暖的說法相左。世界氣象組織規定,一個氣候態要以30年平均來看待,從30年滾動情況上看,氣候變暖的長期趨勢并沒有本質變化。氣溫曲線的上升不會是一條直線,而是波動式上升,異常寒冷事件并不意味著全球變暖進入停滯期。
          全球氣候變暖以全球平均氣溫波動式變化、呈升溫趨勢為特征,在這個過程中還受到太陽活動、火山活動和氣候系統內部調整過程等自然因素的影響,形成年際(年與年之間)、年代際(十年至數十年周期)甚至更長的波動。
          全球氣候變暖在時間上并不是均勻的,有相對的冷期,也有相對的暖期,但總體趨勢是上升的,F有的觀測表明,全球氣候變暖的總體趨勢并沒有因個別地區某個時段出現的冷事件而發生改變。相反,極寒天氣的出現是氣候變暖大背景下全球極端天氣愈加頻發的縮影?茖W應對全球氣候變暖、極端天氣災害刻不容緩。


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