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【地理探究】科学家发现了什么?突然宣布全球变暖将停止?美国、希腊超级寒潮与极地涡旋

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  从2021年2月初开始,美国也陆续出现数次降温,范围近乎波及整片中部地区。其实这已经不是美国近年来第一次遭遇严重寒潮,在2019年1月整片五大湖地区的平均气温降至-34℃至-40℃,不少市镇出现了创纪录的低温。

  2019年1月27日的北美五大湖,寒冷彻骨

  (图:NASA)▼

  

  今年的寒潮让美国很多地区的低温再创新低,其中受寒潮波及严重的地区,甚至包括美国南部靠近墨西哥湾的得克萨斯州。

  时隔两年,横跨东西半球的三次寒潮背后有同一个关键因素的影响——极地涡旋。

  寒潮下的得克萨斯州(纬度相当于中国湖北)

  (卫星图:NOAA)▼

  

  与此同时,希腊也遭受12年来最强冷锋“美狄亚”侵袭,暴雪导致首都雅典及周边数万户家庭一度断电,至少3人死亡。

  希腊政府因为危机应对不力,受反对党和民众的批判;当地政府和电力公司忙着互相推卸责任,上演“互相指责的闹剧”。

  

  希腊首都雅典遭遇冷锋(图源:Greekreporter)

  据“欧洲新闻网”(Euronews)报道,此次停电主要由于强降雪折断树木,压断高压线造成的。

  雅典所在的阿提卡地区,有超过600余条电力线路遭到破坏。15、16日,雅典市及北郊地区大约有70000多个家庭和企业出现断电情况。埃维亚岛也有约1.5万户家庭断电,很多家庭还同时断水,手机和网络信号消失。

  希腊军方、电力公司员工和数百名消防员被派遣至受灾最严重的地区,抢修工作持续进行中。

  综合希腊媒体“Greekreporter”和央视新闻消息,截至当地时间18日上午,阿提卡地区还有约8000户家庭未恢复电力供应;截至20日,雅典郊区仍有大约1000户家庭尚未恢复电力供应。

  

  线路抢修(图源:社交媒体)

  “Greekreporter”报道称,强降雪天气阻碍了抢险急救人员的工作,至少有3人在首批救援人员赶到前死亡。

  16日上午,一名80岁独居老人因呼吸困难打电话寻求救援,但在救援人员到达前去世。埃维亚地区一名73岁男性因为输氧机断电死亡。克里特岛的拉塞西行政区内,一名56岁男子突发心脏病,救护车因暴雪天气没有及时赶到,该男子随后去世;当地积雪深度达1米。

  

  希腊强降雪 (图源:社交媒体)

  顺便一提,恶劣天气还推迟了希腊的疫苗接种计划。但希腊总理米佐塔基斯还表示,16日的疫苗接种已经推迟,但他强调不会让民众错过任何一剂疫苗。

  希腊电网运营公司和公共电力公司已经承诺,鉴于本周大雪天气导致雅典所在的阿提卡半岛及其它地区电力中断,将对客户当月电费提供折扣补偿。

  美国得州大规模停电,再次让两党互相“开火”,类似的事情也在欧洲发生——“Greekreporter”报道称,危机让希腊各方上演“互相指责的闹剧”(Blame Game)。

  希腊反对党批判政府“因无能造成(救灾工作)混乱”。政府被批将责任推诿给地区配电公司“希腊电力网络运营商”(HEDNO)。

  由于绝大部分(90%)的停电是树木压断电线造成的,所以各方因为最终谁负责任而争吵不休。几个城市的市长称配电公司“希腊电力网络运营商”应当负责,因为他们从未提出修剪电路周围树木的请求。

  但希腊电网运营商指责地方市政当局没有及时修剪树木,还认为阿提卡大区政府迟迟未能清理街道积雪,以致工程人员无法抵达现场抢修电网。

  而地方市政当局则认为是电网运营商平时对线路维护不善导致断网。

  同时,大批市民抱怨在极端寒冷的天气中让他们长时间停电停水停网。

  对于被指责应对不力,希腊总理米佐塔基斯2月19日与总统萨克拉罗普卢会面时称,将会吸取此次工作的教训,明确各部门的责任。

  极地涡旋的新家

  地球不同纬度接受的太阳辐射量不同,低纬地区能受到太阳直射,气温高,地表气压低,而高纬度气温较低,地表气压高,平流层附近气压却较低,这导致极地高空出现巨大的寒冷的涡旋。

  涡旋可以将极地温度极低且密度较大的空气,一直通向上空的平流层,就像无形的弹力绳“束缚”着冷空气,把冷空气限制在极地地区。

  相当于打了个封印,虽然不那么牢靠▼

  

  南北极都有极地涡旋,南极因为存在较为规则的南极大陆,而四周为海洋,所以南极的涡旋中心较为稳定,通常靠近南极点。而北极因为陆地分布不规律,北极点位于北冰洋中,而海陆热力差异又导致陆地在冬季时气温更低,所以北极涡旋也相对呈狭长状,中心分布于西伯利亚北部和巴芬岛上空两个区域。

  南极点在陆上而北极点在海上

  北冰洋周边环境也复杂得多▼

  

  受地球高低纬度之间的气压差的影响,极地与赤道的温差越大,极地涡旋也就越稳定,越能将冷空气锁定在极地。可是近年来,全球变暖海冰消融,北大西洋和北太平洋水温升高,北极涡旋开始出现分裂趋势。在洋流和大气环流的综合影响下,南方的温暖空气会向北移动,“挤压”北极冷气团,甚至将其“挤”出多个中心,并在不稳定的情况下向南移动。

  相当于分出好多条北海龙王

  每一条南下都是一次大寒潮

  (图片:NOAA)▼

  

  西半球的北极冷涡中心巴芬岛位于加拿大东北部。这里与美国之间仅有哈得孙湾、哈得孙沿岸平原与五大湖相隔,地势一马平川,并不能有效阻碍寒潮南下。

  这个时候就看出阿巴拉契亚山脉的作用了

  (2019年1月寒潮南下)

  (图:NOAA)▼

  

  近年来气候变化日益明显,北极海冰持续减少,北极冷涡变得很不稳定,巴芬岛上空的冷涡中心经常南下到五大洲周边地区和美国东北部,在北美的人口密集地区肆虐。而美国的中央大平原同样地势低平,有利于寒潮的进一步南下,冷空气常常得以贯穿全美,美国自然深受其害。

  也就是说在驻巴芬岛北海龙王面前

  从哈得孙湾到墨西哥湾,几乎无险可守

  南北向的密西西比河上空,寒流可以肆意流淌

  (底图:shutterstock)▼

  

  每次冷涡一到,美国各地降温幅度也非常夸张。今年1月,其在北京创造的最低温度是-19℃,而五大湖周边受寒潮影响时,则动辄出现-30℃的低温。南下的冷涡除了带来低温,还与哈得孙湾与五大湖的水汽碰撞,导致大规模降雪、道路结冰、冻雨等次生灾害,为交通、供电、农业带来巨大压力。

  2月19日早晨的低温美国

  图中温度应为华氏度,1华氏度相当于-17.22摄氏度

  -10华氏度,相当于-23摄氏度,相当冷了

  (图:NOAA)▼

  

  换句话讲,冷涡为美国带来的除了“冷”,还有“冻”。

  美国这一次寒潮范围之广也实属罕见,从加拿大边界的圣劳伦斯河到墨西哥边界的里奥格兰德河,美国本土领土从北至南近2000英里的广袤土地被寒潮贯穿,普遍遭遇降温。1.54亿美国人可能受到寒潮的影响,位于平原地带的亚拉巴马州、俄克拉荷马州、堪萨斯州、肯塔基州、密西西比州和得克萨斯州先后发布了紧急声明。

  相当于得克萨斯可以和阿拉斯加一个温度

  免费体验了一把北极

  (2月15日北美气温,图:NASA)▼

  

  美国得克萨斯州遭遇暴风雪袭击,导致超过400万户家庭断电、超过1490万人无水可用的事,引发全球关注。

  
△美国得克萨斯州遭遇暴风雪袭击(图片来自:CNN)

  与此同时,南欧希腊多地遭遇罕见大雪,断水断电、学校关闭。谭老师地理工作室综合整理

  
△希腊多地遭遇罕见大雪(图片来自:美联社)

  暴风雪为何奇袭以沙漠、烈日著称的美国南部和阳光海湾的希腊。其实“癫狂”天气的成因非常多,今年这波重点关照南方的暴风雪有三大因素值得重点分析。

  

  

  冷空气从哪来?

  我们常常会听到“来自西伯利亚的冷空气”这样的说法,其实西伯利亚并不是冷空气的老家,而是冷空气的“中转站”和“加油站”,真正的冷源是极地。

  地球在不同的纬度接收到的太阳辐射也是不同的,极地接收到的热量最少,赤道则最多。这就造成了极地的地表温度低、气压高,赤道的地表温度高、气压低。相对应的,在极地的高空也就是平流层出现了低气压,从而形成了极地涡旋,简称极涡。

  每年冬天,正常情况下,平流层的极涡都是被强烈的西风围绕,极冷空气如同戴上了紧箍咒被圈在极区内,这时候我们的气候正常,气温起伏相对较小。但在异常情况下,平流层极涡会被扰动,变形或崩溃,这就好比禁锢冷空气的紧箍咒被平流层打破,其效应向下传导,会迫使对流层极区的冷空气大规模向南扩散,寒潮就此爆发,影响开始扩大。

  

  △非正常

  

  △正常

  谁打破了禁锢冷空气的紧箍咒?

  众所周知,影响天气的因素出现在大气层的最底层,就是约10公里厚的对流层。而连民航飞机都飞不到的平流层的变化,有时也会与对流层相互作用,从而影响我们的天气。

  2020年末至2021年初,北极上空的平流层出现了异动,是一次典型的“平流层爆发增温”。平流层爆发增温是低层的大气波动在某种有利的条件下被传播到平流层,而影响了平流层的环流所导致的。动画是平流层中层约30公里高度也就是10hPa的温度变化,我们可以看到北极极区的气温迅速上升。2020年12月31日极区气温约-62℃,2021年1月4日骤然上升到-22℃,在短短5天时间内极地平流层温度上升了40℃。极区平流层的异常增温会伴随平流层逆时针旋转的强大西风环流减弱或转为顺时针,平衡就这样被打破了。

  

  △2021年初平流层爆发增温

  平流层增温从酝酿、发展到爆发所产生的效应,通常需要大约2周左右的时间开始影响到对流层,并在接下来1个月左右的时间内持续影响对流层气候。然而,强的平流层爆发增暖并不是每年都会发生,并且每次发生也并不总是影响同一个地区的天气气候,今年恰好影响的是欧洲和美国。

  
△寒潮影响北美

  暴风雪为何奇袭得州和雅典?

  首先,本次寒潮由极涡亲自挂帅南下 ,所以无论降温能力还是影响范围都是王者级别。在刚刚过去的十天,欧洲、北美成为北半球气温偏低最为明显的区域,很多地区偏低在10℃以上。

  
其次是地形因素影响,在冷空气南下的移动过程中,如遇地势比较平坦顺畅,那么速度自然就快,消耗就少,反之则慢,消耗也大。因此,海洋、平原地区冷空气所受阻碍少;山地对冷空气前进阻碍大。美国西部山多、中东部是平坦的中央大平原,此次冷空气顺着洛基山以东,从中央大平原一路向南,没有任何阻挡直达墨西哥湾沿线。当寒潮到达的同时,来自墨西哥湾的暖湿气流同步抵达这一地区,寒潮主导加之暖湿空气配合,造成这一地区大范围的降雪天气,并导致极其严重的影响。

  

  △美国得克萨斯州遭遇暴风雪袭击(图片来自:CNN)

  随着全球气候变暖的趋势日益加大,极端天气气候事件有增无减。当北美、欧洲极寒的时候,我国的2月份则是暖得惊人,华北、黄淮等地纷纷突破2月历史最高气温纪录。在未来,我们可能面临更加炎热的夏季、更加猛烈的对流,同时也有更加频繁的冬季寒潮影响。

  科学家们一直认为,地球的环境问题是一个巨大的问题,随着人类的不断发展,人类对地球资源的需求也在不断增加。但人类对资源的不断开采,也使地球环境遭到严重破坏,地球资源日益短缺,不断排放的温室气体使全球气候变暖问题日益恶化,而且将日益难以控制。

  

  我们都知道,温室效应导致全球温度上升,南北冰川大范围融化,海平面上升,海岸线也在退步,但是,最近有专家说:全球变暖将会停止,开启冷却模式,甚至会变冷。究竟发生了什么事呢?

  

  随着人类对环境无止境的索取和破坏,越来越多的严重问题也逐渐摆在眼前,“温室效应”就是其中一个令人痛心的严重问题,但这段时间,科学家们发现了另一个即将出现、将给地球和人类带来危机的现象,即几十年后即将到来的“小冰期”。

  

  如其名称所示,我们可以从字面上理解,这是一种导致温度急剧下降的现象,当“小冰河时代”来临时,太阳向地球传递的逐渐消退的温度将大幅降低,冷却将不可避免地成为难题;这种现象的提出来自一位美国科学家的研究,他们利用仪器记录下太阳活动的周期,也正因为这样才能发现太阳极小期。

  

  据科学家分析,到2050年,太阳将进入一个奇怪的“蒙德极小期”,这是一次推测性的事件,科学家们认为,该事件导致17世纪中期地球异常寒冷,当时英国伦敦的低温已经使泰晤士河封冻。另外,1658年,波罗的海还遭遇了一场罕见的冰冻,直到今天还无法想像,那就是瑞典军队能够在冰面上远足并入侵丹麦。

  

  在此项研究中,物理学家 DanLubin领导了这一研究,他认为,这些事件与太阳活动的循环有关,而且在未来30年到达极小期之前,我们可能会经历比17世纪中期更糟糕的情况。

  

  第一个影响是,当太阳的能量减少时,地球平流层的臭氧层变薄。与此同时,它会使平流层的温度结构发生变化,进而改变底层大气环流,尤其是影响风向和天气模式。但冷却并不均匀,科学家们注意到,欧洲地区可能在极小时期出现明显的冷却,但阿拉斯加和格陵兰南部却异常温暖。

  

  也许许多人都认为,地球冷却是件好事。但是,实际上,太阳极小期所带来的凉爽并不适合地球,比如说,夏天的时间会缩短,而粮食可能因此而减产,严重的话,可能会导致粮食供应不足的问题。

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