這個冬天有點冷

2009年末，在丹麥哥本哈根召開的聯(lián)合國氣候變化大會剛剛落下帷幕，北半球中高緯度的一些地區(qū)就突然遭遇了極端冷事件，這讓社會公眾對于“全球變暖”之說開始產(chǎn)生懷疑。近期為何頻繁出現(xiàn)極端冷事件?這個冬季還會不會是“暖冬”?我們是否將迎來一個微型的“冰河期”?

北半球冷成一片

2009年入冬以來，包括我國在內(nèi)的北半球大部分中高緯度地區(qū)寒流、暴雪事件頻發(fā)，氣溫持續(xù)偏低。例如，2009年12月以來，寒流和暴風雪頻繁襲擊北美洲的美國和加拿大，華盛頓地區(qū)的積雪深度達61厘米，為1932年12月以來的最高值；在寒流的襲擊下，美國東南部佛羅里達州的氣溫降低到接近冰點，是80多年來的最低紀錄。12月中下旬以來，寒流和暴風雪也席卷了歐洲大部分地區(qū)，德國巴伐利亞州的氣溫降到了有記載以來最低的-33.6℃，歐洲部分地區(qū)的積雪深度超過50厘米。

進入2010年1月以來，北半球大部分國家再次遭遇了罕見的寒流和暴風雪天氣，部分國家受災嚴重，造成不同程度的人員傷亡。

再看我國。2009年11月份以來，我國東部地區(qū)氣溫持續(xù)偏低，暴雪頻繁。從2009年10月31日至11月16日半個多月的時間里，我國華北地區(qū)先后出現(xiàn)3次大范圍的雨雪天氣和強降溫過程，其中山西中部和河北西南部地區(qū)普降中到大雪，河北石家莊至山西陽泉一帶積雪深度達到破紀錄的30～50厘米，石家莊積雪深度更是達到驚人的55厘米。從歷史紀錄上看，此前石家莊最大積雪深度是19厘米，出現(xiàn)在1962年11月19日，此次強降雪的積雪深度居然接近歷史最大值的三倍。總體來看，這次強降雪對華北地區(qū)來說是60年一遇的極端事件，局部地區(qū)達百年一遇的標準。大雪之后，我國東部地區(qū)的氣溫驟降，過程降溫幅度超過20℃的地區(qū)橫貫整個中國東部地區(qū)，個別站點溫度降幅超過30℃，“冷如‘三九’”，受此降溫過程影響，廣西桂林、江西贛州等地一夜入冬，而此時他們的夏季才剛剛過去10天。

真正到了2009年冬季的“三九”天，我國東部地區(qū)的氣溫之低更是多年未遇，不少地區(qū)的最低氣溫也都突破了歷史極值。元旦剛過，內(nèi)蒙古中東部、山西北部、河北中北部、北京、天津等地又出現(xiàn)了一次明顯降雪過程，其中北京大部地區(qū)積雪深度超過20厘米，北京南郊觀象臺的積雪深度達23.4厘米，突破了歷史極值(歷史同期最大積雪深度為1951年1月5日的16厘米)，北京市政府也因此而發(fā)出了新中國成立60年來第一個因極端天氣所致的全市中小學停課令。

這次大雪過后，上述地區(qū)的氣溫急劇降低，其中1月5日晨內(nèi)蒙古、河北有15個氣象站的最低氣溫突破了歷史極值，如內(nèi)蒙古西烏珠穆沁站在2010年1月2日晨剛產(chǎn)生-39.8℃的歷史最低值，1月5日晨的氣溫再次刷新紀錄，低達40.7℃；1月6日早晨北京南郊觀象臺的最低氣溫為-16.7℃，為近20年來的最低值。1月1日到1月12日這12天中北京的平均氣溫接近-10℃，比常年同期偏低了5℃多。

是誰創(chuàng)造了這些紀錄

北半球中高緯度地區(qū)的大氣環(huán)流異常是造成大范圍寒流和暴風雪天氣的主要原因。北極極地冷空氣向南暴發(fā)和冷暖空氣交匯，是出現(xiàn)低溫和暴風雪天氣的主要條件。2009年入冬以來，北半球中高緯度大氣環(huán)流異常，極地地區(qū)的冷空氣頻繁南侵，造成北美、歐洲和東亞地區(qū)多個國家遭遇寒潮天氣，氣溫明顯偏低。同時，2009年入冬以來，美國東部的大西洋西岸、我國東部的太平洋西岸海溫異常偏暖，為暴風雪天氣的出現(xiàn)提供了充足的暖濕水汽。在冷暖空氣的交匯下，頻繁產(chǎn)生破紀錄的暴風雪天氣：暴風雪過后，大面積的積雪又將到達地面的太陽輻射更多地反射回去，造成強烈的輻射降溫，使氣溫難以回升。

對于北半球中高緯度地區(qū)的大氣環(huán)流異常，氣象學上一般用北極濤動(Arctic Oscillation，縮寫為AO)來描述。北極濤動是什么意思呢?簡單地說，它描述的是北半球中緯度和高緯度之間在大氣質(zhì)量變化上所存在的一種“蹺蹺板”現(xiàn)象：也就是說，位于35°N附近的中緯度地區(qū)的海平面氣壓和位于65°N附近的高緯度地區(qū)的海平面氣壓之間的變化趨勢是相反的。如果中緯度地區(qū)的海平面氣壓增強，則高緯度地區(qū)的海平面氣壓減弱，反之亦然。早在1951年，美國科學家洛侖茲就指出，北半球緯向平均海平面氣壓變化存在這樣一種濤動，但直到1998年美國兩位科學家才把它命名為北極濤動。當北極濤動處于正位相時(指數(shù)為正值)，中緯度地區(qū)的氣壓加強，高緯度地區(qū)的氣壓減弱，在對流層低層產(chǎn)生較強的南風異常，將暖空氣從較低的緯度輸送到較高的緯度，導致中高緯度地區(qū)的地面氣溫升高；反之，當北極濤動處于負位相時(指數(shù)為負值)，更多的冷空氣從緯度較高的極地地區(qū)輸送到中高緯度地區(qū)，導致中高緯度地區(qū)的地面氣溫降低。

北極濤動對我國的氣候有非常重要的影響，其中以冬季最為顯著。研究發(fā)現(xiàn)，當冬季北極濤動指數(shù)偏高(處于正位相)時，東亞冬季風偏弱，東亞寒潮和冷空氣活動也偏弱，我國東部地區(qū)的平均氣溫偏高；當冬季北極濤動指數(shù)偏低(處于負位相)時，東亞冬季風偏強，東亞寒潮和冷空氣活動也偏強，我國東部地區(qū)的平均氣溫偏低。

2009年入冬以來，北極濤動指數(shù)異常偏低，特別是2009年12月份的北極濤動指數(shù)低達-3.41，是近60年來所有月份的第二低值，僅次于1977年1月份的-3.77，比20世紀60年代異常寒冷的1963年1月、1966年1月和1969年2月都低。從歷史紀錄來看，在冬季北極濤動指數(shù)偏低的這些年份，北半球中高緯度地區(qū)的氣溫也都非常低，暴風雪活動頻繁。

去年冬季以來，全球氣候異常除受北極濤動指數(shù)異常偏低影響外，還有一個特殊的影響因子就是2009年出現(xiàn)的“厄爾尼諾”事件。但是，2009年出現(xiàn)的“厄爾尼諾”事件并不是一個典型韻“厄爾尼諾”事件，而是非典型性“厄爾尼諾”事件。如果出現(xiàn)典型的“厄爾尼諾”事件，當年冬天我國大部分地區(qū)應該是偏暖的，雨雪也應該主要集中于江南地區(qū)；但由于這次的“厄爾尼諾”事件是非典型性的，赤道太平洋地區(qū)的海水增暖主要出現(xiàn)在中太平洋而不是南美洲沿岸，這樣我國東部的西太平洋地區(qū)的海表面溫度仍然偏高，它對我國氣候的影響正好跟出現(xiàn)“拉尼娜”事件時相似，冬天氣溫偏低，雨雪主要集中在東北和華北等北方地區(qū)。非典型性“厄爾尼諾”事件對夏季臺風活動的影響也跟出現(xiàn)典型性“厄爾尼諾”事件時存在很大差別，感興趣的讀者可以參閱作者在本刊2009年第19期發(fā)表的“臺風越刮越猛?”一文。

暖冬還是冷冬?

那么，在全球變暖的大背景下，為何還會出現(xiàn)極端寒冷事件?我們知道，氣候極端事件的出現(xiàn)不僅與氣候變量平均值的變化有關，同時還與氣候變量的振幅變化有密切關系。全球變暖背景下，不僅溫度等氣候變量的平均值升高了，其振幅也會增加，這就使得正距平極值事件(熱事件)出現(xiàn)的概率更大，但仍然有可能出現(xiàn)負距平極值事件(冷事件)，全球變暖背景下出現(xiàn)極端低溫事件與全球變暖的事實并不矛盾。

既然這個冬季出現(xiàn)了極端冷事件，那么2009／2010年的冬季還會不會是暖冬呢?

過去，我國對暖冬沒有統(tǒng)一的標準來定義，一般多根據(jù)12月到來年2月這三個月平均氣溫的距平來判別是不是暖冬。但按照這樣的標準判別下來，其結果有時會與老百姓的自我感受存在差別，這主要是因為連續(xù)三個月的時間平均加上全國區(qū)域的空間平均計算下來，就會把時間和空間差異給平滑掉了。例如，如果1月份異常寒冷，但12月份和2月份又異常溫暖，那么3個月的時間平均下來其平均值還是偏暖；如果東北、華北地區(qū)異常寒冷，但西部地區(qū)、華南地區(qū)異常溫暖，那么全國區(qū)域按面積加權平均計算下來的結果可能還是偏暖，這可能會引發(fā)公眾的疑義。

為了克服上述缺點，中國國家標準化管理委員會于2008年6月發(fā)布了《暖冬等級》國家標準，并自2008年11月1日起開始實施。該標準中引入了“單站暖冬”、“區(qū)域暖冬”和“全國暖冬”等不同概念，其中“單站暖冬”的判別依據(jù)是氣溫距平相對于氣候“標準差”的偏離程度，即根據(jù)12月到來年2月這三個月的氣溫距平相對于30年(目前使用的是1971～2000年)氣溫標準差偏離的幅度大小作為單站暖冬的評判標準。按照這一標準，每個臺站都可以單獨計算這個冬季是不是暖冬。

現(xiàn)在，2010年的2月份還沒有過去，但根據(jù)2009年12月以來的氣溫變化實況，再結合新的暖冬國家標準來看，我國東北和華北地區(qū)的大部分臺站都不會是暖冬。

那么，這些地區(qū)今年會不會是“冷冬”呢?非常抱歉，由于目前尚未制訂“冷冬”的國家標準，所以我們還無法準確定義是否為“冷冬”。

微型冰河期來了嗎?

最近，國外有一些科學家提出，今年北半球的寒冷只是個開始，未來二三十年內(nèi)全球氣溫將不斷下降，世界將進入一個微型的“冰河期”。大多數(shù)科學家則認為，全球氣候變暖的趨勢并不會停止。就實際觀測來看，2000～2009年也是全球有系統(tǒng)儀器觀測紀錄以來最暖的10年，其溫暖程度超過20世紀90年代；2009年也是有紀錄以來南半球最熱的年份，使1998年屈居第二，但由于1998年的偏暖是在20世紀最為嚴重的厄爾尼諾事件的影響下出現(xiàn)的，因此南半球2009年氣溫的破紀錄意味著溫度上升并不只是南半球區(qū)域性的趨勢，它也是一種全球性的長期變暖過程；再加上在全球氣候變暖背景下氣候變率也會增大，因此，出現(xiàn)極端寒冷事件并不意味著全球氣候變暖的趨勢就此會逆轉(zhuǎn)。