入冬以來(2020年12月1日至今),已有3次強冷空氣過程影響我國,分別出現在2020年12月12日至14日、28日至31日以及2021年1月6日至8日。受大範圍寒潮影響,2020年12月全國平均氣温較常年同期偏低,為2013年以來同期最低。

特別是2020年12月28日至31日及2021年1月6日至8日,我國出現兩次大範圍寒潮天氣過程,影響範圍廣、強度大、風寒效應明顯。據中央氣象台監測,2020年底的寒潮過程降温幅度8℃以上的面積超過400萬平方公里,降幅12℃以上面積達175萬平方公里;2021年1月上旬的寒潮過程降温8℃以上的面積達到250萬平方公里,降幅12℃以上面積有40萬平方公里。

今年1月上旬的寒潮天氣過程與上次寒潮以及2016年1月兩次寒潮過程相比,由於前期受連續冷空氣過程影響,基礎氣温較低,雖然降温幅度不及前兩次過程,但江南北部及以北大部地區、西南地區東部最低氣温低於上次過程;秦嶺-淮河以北地區最低氣温低於2016年1月過程,尤其是華北、黃淮北部偏低1~4℃。此次過程的最低氣温0℃線和-10℃線位置與上次過程接近,不及2016年1月。

中央氣象台副主任魏麗介紹,相比之下,發生在2016年1月21日至25日的寒潮曾被稱為“BOSS級寒潮”或“世紀寒潮”。受其影響,中東部部分地區最大降温幅度達12~18℃,最低氣温0℃線南壓至華南中部,-10℃線南壓至長江中下游沿江,雪線南壓至廣州及珠三角一帶,為有氣象記錄(1951年)以來最南端,廣州城區出現有氣象記錄以來第一次降雪。

多地低温頻繁刷新歷史極值

據統計,入冬以來,全國平均氣温為-4.4℃,較常年同期(-3.8℃)偏低0.6℃,為2000年以來同期第四低、2013年以來最低。

1月7日早晨,北京大部地區最低氣温在-24℃至-18℃,南郊觀象台最低氣温-19.6℃,為 1966年(-27.4℃,1966年2月22日)之後冬季最低值。

據北京市氣象局副局長梁豐介紹,當日,全市20個國家級氣象站最低氣温均在-18℃以下,有10個站最低氣温跌破1月上旬歷史同期極值。去年12月1日至今年1月6日,全市平均氣温為-5.2℃,較常年同期(-3.2℃)偏低2℃。1月6日開始,北京石景山、通州、順義、昌平、霞雲嶺、上甸子共6個國家級氣象站跌破建站以來歷史極值,懷柔站追平建站以來歷史極值。

我國多地低温極端性頗為顯著。在寒潮天氣影響下,1月7日,濟南最低氣温低至-18.3℃,打破當地1月上旬最低氣温紀錄,在1951年以來排第三冷,僅次於1953年1月17日(-19.7℃)、1951年1月12日(-19.2℃);天津最低氣温也達到-19.9℃,破當地1月最冷紀錄,是1967年來天津出現的最低氣温;呼和浩特出現-30℃的低温,是當地1972年以來最冷的一天;石家莊、鄭州、銀川最低氣温低至-15℃、-11.1℃、-23.1℃,這也是近年來少見的。1月8日早晨,上海徐家彙(-7.1℃)、南京(-8.1℃)、杭州(-6.4℃)、合肥(-11.0℃)、武漢(-8.5℃)、南昌(-4.0℃)等地均出現入冬以來最低氣温。

據中央氣象台監測,受1月6日至8日的寒潮天氣帶來的降温影響,最低氣温0℃線位於貴州南部、湖南南部至江西中部、福建北部一線,最低氣温-10℃線位於陝西南部、河南南部至江蘇中部;北京、河北、山東、山西、陝西等省市共計60個氣象觀測站的最低氣温突破或達到建站以來歷史極值。

受2020年12月底的寒潮天氣影響,中東部大部地區温度下降幅度大、氣温低。寒潮期間,北京最低氣温為-12.7℃,上海為-5.9℃,武漢為-7.6℃,長沙為-3.5℃,廣州為1.8℃;北京佛爺頂(-26.4℃)、山西太原(-20.6℃)、湖南衡山(-15.9℃)、江蘇淮安(-11℃)、上海浦東(-6.2℃)等20個國家級氣象觀測站達到或跌破當地12月曆史氣温極低值。

冷空氣頻繁侵擾的背後是複雜的氣候背景

為什麼會冷成這樣呢?國家氣候中心氣候預測室研究員袁媛認為,入冬以來,歐亞中高緯被“西高東低”的經向型大氣環流所控制,東亞冬季風偏強,且這樣的大氣環流形勢在2020年12月月內基本沒有太大變化。“西高東低”經向型環流持續和冬季風持續偏強是入冬以來中東部大部地區氣温偏低的直接原因。

此外,赤道中東太平洋最近即將達到峯值的拉尼娜現象和秋季北極海冰偏少是兩個不容忽視的信號。從監測情況來看,赤道中東太平洋的異常冷海温依然存在,這也表明赤道中東太平洋持續維持拉尼娜狀態。綜合近期赤道太平洋海洋大氣環流實況、國內外氣候動力模式及統計方法預測結果,預計赤道中東太平洋冷水狀態將繼續維持,並將形成一次中等強度的拉尼娜事件且將持續整個冬季。

“在氣候變暖趨勢下,拉尼娜相當於海氣相互作用的波動,它是在大的偏強、偏高狀態下的小擾動,不會從根本上改變整個氣候的變暖趨勢。”國家氣候中心副主任巢清塵説,受到全球氣候系統變化影響,全球平均氣温包括中國的全國平均氣温近年來表現出持續偏高的趨勢。2020年是厄爾尼諾次年,也是拉尼娜發展年,上半年主要受到厄爾尼諾事件影響,下半年特別是自12月以來受拉尼娜狀態影響全國大部分地區氣温偏低,但整體來看,全球平均氣温及中國氣温依然處於歷史高位,體現出對全球變暖的響應。

歷史統計分析表明,在多數的拉尼娜年冬季,歐亞中高緯大氣環流經向度較大,影響我國的冷空氣活動比常年更加頻繁,且強度偏大,我國中東部大部地區氣温較常年同期偏低的概率也較大。

而2020年9月北極海冰異常偏少,為歷史第二少。已有研究指出,北極海冰偏少有利於冬季西伯利亞高壓偏強,從而使得東亞冬季風偏強。

袁媛認為,總的來看,導致目前我國中東部大部氣温偏低的最直接原因是“西高東低”的經向型環流和偏強的東亞冬季風,拉尼娜和秋季北極海冰偏少為今年冬季風偏強提供了重要的背景條件。

全球變暖總體趨勢沒變但會有冷暖波動

根據世界氣象組織2020年底發佈的《2020年全球氣候狀況》臨時報告,氣候變化仍在繼續,2020年或成為有記錄以來最暖的三個年份之一。鑑於二氧化碳在大氣中存留時間較長,地球在未來幾代人的時間裏將進一步變暖。

世界氣象組織祕書長塔拉斯表示,2020年全球平均氣温比工業化前(1850-1900年)水平高出約1.2℃。創紀錄的温暖年份通常與強厄爾尼諾現象同時發生,2016年就是如此。我們經歷的拉尼娜現象對全球氣温有降温作用,但還不足以遏制去年的高温。儘管有拉尼娜條件,但去年已經出現了接近歷史紀錄的高温,與之前2016年記錄相當。

我國仍是全球氣候變化的敏感區和影響顯著區之一。從過去幾十年全國冬季平均氣温的歷史序列來看,我國整體呈增暖趨勢,並且20世紀80年代以來,多數冬季氣温都較常年同期偏高。

其中,有兩個冷的細節值得關注:一個是威力大的寒潮不斷出現。寒潮天氣頻頻出現在多個年度的“國內十大天氣氣候事件”中,如2020年初寒潮暴雪天氣襲擊東北致部分地區受災、2018年1月底寒潮侵襲中東部引發暴雪、2016年1月“世紀寒潮”來襲、2015年11月下旬北方遭遇寒潮中東部開啓“速凍”模式等。另外一個是極端低温事件頻次減少。據《中國氣候變化藍皮書(2020)》統計,1961年至2019年,我國極端低温事件發生頻次呈顯著減少趨勢,平均每十年減少239站日。2019年我國共發生極端低温事件39站日,較常年值偏少228站日,其中西藏聶拉木日最低氣温為-21.7℃,出現在1月29日,突破低温歷史極值。

國家氣候中心主任宋連春認為,從更深層看,全球變暖的總體趨勢沒有變,但是在此趨勢下會出現年際尺度上的冷暖波動。(郭樹人)