近期，南北極部分地區(qū)突發(fā)顯著升溫。

在南極，東南極洲威爾克斯地一側(cè)出現(xiàn)異常增暖?？悼频蟻喺驹?月18日錄得-11.5℃的最高氣溫（整點(diǎn)最高為-12.2℃），刷新該科考站3月最高紀(jì)錄，比當(dāng)?shù)?月每日平均最高氣溫高出35℃以上。

而在3月14-16日，北極點(diǎn)附近也錄得了接近0℃的異常偏高溫度。

這次極端高溫是怎么形成的？它究竟代表著天氣氣候怎樣的異常？

太長(zhǎng)不看版

這次事件直接原因，是持續(xù)數(shù)日的短期極端天氣系統(tǒng)過程；

南北極的升溫分別是兩個(gè)獨(dú)立天氣系統(tǒng)所致，只是時(shí)間上巧合；

不是持續(xù)許久、覆蓋全極地的異常，更不是一個(gè)永久改變極地氣候、持續(xù)如此的開端；

在氣候變化形勢(shì)愈發(fā)嚴(yán)峻的未來，這樣的極端事件會(huì)更頻繁且強(qiáng)度更強(qiáng)。

“南北兩極同現(xiàn)異常高溫”

“南北兩極同現(xiàn)異常高溫”，具體范圍有多大呢？

從3月中旬氣溫分析實(shí)錄看，南極增溫的區(qū)域主要在東南極洲東部威爾克斯地、維多利亞地等地，占據(jù)了南極洲約1/5的面積，而北極地區(qū)則是北極點(diǎn)附近的北冰洋洋盆區(qū)、格陵蘭島大部和巴倫支海-新地島一側(cè)。

可以看到這兩地的增溫影響很大，但也不是整個(gè)極地區(qū)域。

2022年3月18日南極地區(qū)溫度偏離1979-2000年同期平均的距平（單位：℃）| climatereanalyzer.org

2022年3月15日北極地區(qū)溫度偏離1979-2000年同期平均的距平（單位：℃）| climatereanalyzer.org

“異常高溫”是指氣溫比當(dāng)?shù)囟嗄昶骄陲@著偏高。

比如這次南極極端高溫過程里，康科迪亞站最高氣溫錄得-11.5℃，遠(yuǎn)超出當(dāng)?shù)?月平均最高溫度（-48.7℃），也刷新了當(dāng)?shù)?月高溫極值紀(jì)錄。

而北極點(diǎn)附近北冰洋沒有固定測(cè)站，但根據(jù)衛(wèi)星反演等資料推斷，3月16日北極點(diǎn)溫度也一度接近0℃，高出了同期平均約30℃。

康科迪亞站3月16日到18日的氣溫紀(jì)錄（第三列即為氣溫，單位℃）

而“同現(xiàn)”只能說是個(gè)巧合，因?yàn)闀r(shí)間上實(shí)際差了3-5天，而且分別是兩極互相獨(dú)立的、不同的天氣系統(tǒng)所致，并非有關(guān)聯(lián)。

此外，這些異常高溫并不是持續(xù)存在，更不是徹底大幅改變了氣候狀態(tài)，而只是短期過程。事實(shí)上在本月初，南極大部仍然是偏冷狀態(tài)；而最近幾日，康科迪亞站和北極點(diǎn)都已經(jīng)明顯降溫，甚至已接近恢復(fù)到歷史同期水平。

2022年3月1日南極地區(qū)溫度偏離1979-2000年同期平均的距平（單位：℃），顯示出總體偏低0.6℃ | climatereanalyzer.org

綜上分析，此次南北極的升溫事件，異常幅度極大，持續(xù)時(shí)間只有數(shù)日，影響范圍大約是數(shù)百萬平方千米——符合這些條件的，正是極端天氣系統(tǒng)。

天各一方：天涯兩極共旋舞

造成南北極異常高溫的極端天氣系統(tǒng)，恰好是兩個(gè)“相反”的系統(tǒng)。

影響南極的是一個(gè)強(qiáng)烈暖性反氣旋（阻塞高壓），影響北極的是一個(gè)強(qiáng)烈的氣旋（低壓）。

有趣的是，由于兩個(gè)半球科氏力（地轉(zhuǎn)偏向力）相反，這兩個(gè)系統(tǒng)反而都是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

冰穹燠暖：南極暖高壓的記錄

從2022年3月18日的500hPa對(duì)流層中層（約5200-5600米高度）的天氣圖可以看到，造成東南極洲眾多地區(qū)極端偏暖的天氣系統(tǒng)是一個(gè)強(qiáng)烈暖高壓——它中心的氣壓明顯偏高，且伴隨有顯著的暖氣團(tuán)中心，這類孤立深入高緯度地區(qū)的暖高壓也被稱作阻塞高壓。

在它的控制下，南極內(nèi)陸冰穹出現(xiàn)了異常的晴朗溫暖天氣；同時(shí)阻塞高壓西側(cè)的強(qiáng)烈偏北風(fēng)將中低緯度的暖氣團(tuán)潑灑向冰原，也促進(jìn)了這一急劇的升溫（與濕度的升高）。

3月18日南極地區(qū)對(duì)流層低層（850hPa）溫度異常與對(duì)流層中層（500hPa）高度場(chǎng)異常分析，兩張圖的橙色圈均圈出了造成本次極端偏暖的阻塞高壓。

3月18日南極地區(qū)850hPa高度溫度圖，綠圈處即康科迪亞站。可以看到有顯著的偏北風(fēng)攜帶暖氣團(tuán)深入南極內(nèi)陸 | earth.nullschool.net

3月18日南極地區(qū)對(duì)流層中層（500hPa）風(fēng)場(chǎng)，橙色圈即阻塞高壓 | earth.nullschool.net

這種極端阻塞高壓是如何形成的呢？

阻塞高壓本質(zhì)上是中高緯度西風(fēng)帶里的一種波動(dòng)。在北半球，這樣的天氣系統(tǒng)并不少見——它可以通過海陸熱力差異和陸地地形作用激發(fā)形成。但南半球中緯度絕大部分區(qū)域被海洋占據(jù)，穩(wěn)定的熱力差異和地形作用很難存在。

因此，南半球出現(xiàn)阻塞高壓，必須要有極強(qiáng)的短期瞬變擾動(dòng)異常，作為熱力與動(dòng)力源來激發(fā)才行。

通過波作用通量，可以追溯西風(fēng)帶的波動(dòng)。從下圖可以看出，這個(gè)阻塞高壓是由中緯度南印度洋的擾動(dòng)向東南方傳播發(fā)展而來；而這個(gè)擾動(dòng)曾路過莫桑比克海峽南側(cè)附近，當(dāng)?shù)仫@著的對(duì)流活動(dòng)釋放的水汽凝結(jié)熱量（潛熱）更是為擾動(dòng)發(fā)展提供了重要熱源。

3月15日全球向外輻射長(zhǎng)波異常（填色，反應(yīng)對(duì)流活動(dòng)異常）和200hPa波作用通量（彩色箭頭）分析圖。可以看到，從莫桑比克海峽對(duì)流活躍區(qū)（紅色）激發(fā)的波列（黑色箭頭）向東南傳播到了東南極洲，形成本次的阻塞高壓（橙色） | 日本氣象廳

由于這類瞬變擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間很短，很容易被隨后發(fā)展的擾動(dòng)更替，這個(gè)阻塞高壓也在3月20日起逐漸減弱，飄散在沉睡了千萬年的冰原，南極各地的氣溫也隨即下降。

但它或許在無瑕冰原即將沉入長(zhǎng)夜之際，喚醒了曾經(jīng)的夏日光華，也警醒著我們極端天氣事件已愈發(fā)頻繁。

黎明長(zhǎng)嘯—北極氣旋的漫卷

和南極直接的暖高壓控制不同，北極這次異常升溫靠的是一次強(qiáng)氣旋的呼嘯。

隨著它深入極地，氣旋東南側(cè)和潤(rùn)遼闊的東南風(fēng)也磅礴北上，為這片即將從極夜蘇醒的海洋送來最早的春暖。

3月18日北極地區(qū)表面氣溫，可以看到北極點(diǎn)附近已升高至接近0℃ | earth.nullschool.net

為什么這次氣旋能如此強(qiáng)盛且深入極地？

追溯這個(gè)氣旋的發(fā)展史，可以看到它其實(shí)出自北美東海岸一個(gè)快速發(fā)展的鋒區(qū)。冷暖交織間的斜壓能，以及海洋里灣流提供的巨大熱量，讓這個(gè)氣旋急劇發(fā)展，中心氣壓一度下降到930hPa——這在中高緯度鋒面氣旋里算是極強(qiáng)了。

北京時(shí)間3月14日早晨的北大西洋地面天氣圖，可以看到圖片上側(cè)、位于格陵蘭島西南方的本次主角，此時(shí)它的中心最低氣壓下降至930hPa | 美國海洋與大氣管理局（NOAA）

而它的特殊路徑也和周邊的喧囂相關(guān)——在它的西北側(cè)，也就是加拿大北極群島也有氣旋活動(dòng)。在氣旋間的互旋效應(yīng)下，它一路向東北方向遠(yuǎn)征，成為北冥破曉之際的“春風(fēng)”。

北美地區(qū)3月15日地面天氣圖，可以看到上方的三個(gè)氣旋一字排開，最右側(cè)即本次造成北極短期強(qiáng)烈升溫的強(qiáng)氣旋。

這次氣旋的急劇發(fā)展在歐亞大陸也有了回聲——它激發(fā)的波列讓西伯利亞冷空氣重新活躍。先前數(shù)日北京曾盛放片刻的春雪，便飛舞著天涯之外的長(zhǎng)風(fēng)回音。

無聲變遷：氣候變化也有作用

本次極地極端偏暖事件，并不是長(zhǎng)期持續(xù)的氣候狀態(tài)，更不是徹底的新氣候狀態(tài)建立。但是，19世紀(jì)后半葉以來、人類活動(dòng)為主導(dǎo)的氣候變化，也是站在這次異常溫暖背后的魅影。

在過去一百多年里，全球表面平均氣溫出現(xiàn)了顯著升高的趨勢(shì)。而不同區(qū)域溫度升高幅度明顯不同，其中最劇烈的正是北極圈以內(nèi)地區(qū)，以及南極沿海部分區(qū)域（如南極半島），高出了全球平均3-5倍甚至更多。

這一如同被放大鏡聚焦的現(xiàn)象稱作“極地放大效應(yīng)”，也讓南北極成為面臨氣候變化挑戰(zhàn)的最前沿與最脆弱地區(qū)。

1880-2020年間，地球表面氣溫在不同緯度（縱坐標(biāo)）和年代（橫坐標(biāo)）的距平（基準(zhǔn)值為1951-1980年平均） | NASA

關(guān)于極地放大效應(yīng)的成因，解釋眾多，而目前最為廣泛認(rèn)可的，是顯著的反照率反饋主導(dǎo)所致。

在氣溫升高的情況下，極地海冰和陸地冰川積雪融化加劇，而裸露出的海表或陸地表面較冰雪偏暗，反射太陽光的能力（反照率）下降，從而吸收更多太陽輻射并促進(jìn)氣溫進(jìn)一步升高，造成惡性循環(huán)式的正反饋。

此外，北極增溫還會(huì)影響到云和氣溶膠的量，也會(huì)進(jìn)一步影響到北極氣溫。

關(guān)于北極放大效應(yīng)的物理機(jī)制解釋 | EOS

而氣候變化不僅僅是平均狀態(tài)的改變，還代表著更極端天氣事件頻率的顯著升高。

前面提及的西風(fēng)急流，正是由極地和中低緯度間的冷暖差異所驅(qū)動(dòng)。但由于氣候變化和極地放大效應(yīng)，這一差異有所縮小，西風(fēng)急流的“天塹”有所松動(dòng)，導(dǎo)致極地和外界的南北向熱量交換更容易發(fā)生，也會(huì)促進(jìn)極地更頻繁地出現(xiàn)更極端的增暖事件。

在平均態(tài)（左側(cè)），和北極增暖、極地渦旋減弱的狀態(tài)下（右側(cè)），西風(fēng)急流的不同表現(xiàn)，可以看到北極進(jìn)一步增暖會(huì)導(dǎo)致西風(fēng)減弱和南北側(cè)冷暖氣團(tuán)更顯著的交換，造成極端冷暖事件增多 | NOAA

“南北兩極同現(xiàn)異常高溫”，正是一個(gè)令人不安的縮影。而這些事件也會(huì)有不絕的回音——或許是短期極端過程通過遙相關(guān)造成另一片天涯的極端天氣，或許是極地氣候變化進(jìn)一步造成全球的氣候影響。

研究南極冰芯和氣候的Peter Neff擔(dān)憂，如果這樣的異常增溫事件發(fā)生在南極的仲夏季節(jié)，有可能發(fā)生幾天之內(nèi)融化南極冰川的大事件，或許會(huì)對(duì)全球帶來長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年甚至好幾個(gè)世紀(jì)的影響。這樣的“黑天鵝事件”，之前認(rèn)為不可能發(fā)生，但現(xiàn)在看來，或許不得不認(rèn)真考慮一下了。

關(guān)鍵詞： 氣候變化