天气为什么会变冷（具体原因是什么?）

作者：杜尧东，罗晓玲，刘畅（广东省气候中心）

来源：《知识就是力量》杂志

最强寒潮来袭，多地降雪模式开启。近日，受强冷空气影响，我国东北地区出现强降雪天气。

11月7日起，内蒙古东部、东北地区遭遇连续强降雪，辽宁中西部、内蒙古东部出现特大暴雪。内蒙古通辽、库伦、科左后旗，吉林双辽，辽宁彰武等地积雪深度都达到或超过50厘米，打破历史极值。

11月8日，内蒙古通辽市科左后旗甘旗卡镇，消防员为居民清理积雪（图源：央视新闻）

11月8日，科尔沁区左翼中旗门达镇，居民郑阳家门口的积雪。（图源：新京报，受访者供图）

不止我国，近年来，世界各地极寒天气频繁发生。“霸王级”寒潮，“断崖式”降温、泼水成冰、连破几十年来最低温纪录······“极寒天气”成了人们口中的高频词。在全球变暖这一趋势已被越来越多人认知的大背景下，近年来发生的极寒天气令许多人费解。那么是什么原因导致极寒天气频繁发生呢？

冷空气背后的“靠山”——

极地漩涡‍

在说极寒天气频发的原因之前，让我们先认识一下极地漩涡。地球两极地区常年接收到的太阳辐射最少，温度低，空气寒冷，因此极地是大气的冷源。北半球极地由于冷空气大量堆积下沉，在地面形成极地冷性高压，按照“补偿原理”，其上空形成一个深厚的冷性低压系统，周边冷空气源源不断流入补充，由于地球绕地轴自西向东旋转，会对运动的大气施加一个偏向力，这个地转偏向力尽管在赤道上可以忽略不计，但在极地非常大,它使在北（南）半球运动的大气向右（左）偏移，造成低压系统中的大气逆时针旋转，形成半径达数千千米的巨大“回旋气流”，因此被称作极地漩涡，北极地区的漩涡叫北极漩涡，而它就是冷空气的背后“大佬”。

北极漩涡发生示意图

此外，地球表面不同纬度接收到的太阳辐射不同，不同纬度上大气吸收的热量也不同，因此，大气中存在着温度差和气压差，也就是存在着温度梯度和气压梯度，产生热力和动力。

极地羊圈的“围栏”——西风急流

在北半球中纬度上空盛行西风气流，其对流层顶附近常年存在着强西风中心区，中心最大风速能达到30-40米/秒以上（又称极锋急流或温带急流，属于高空急流的一种），冬季更加强盛。西风急流的强度和路线受北极和中纬度地区之间的温差推动，温差越大速度越快，气流路线越趋于直线。强劲的西风带环绕在中纬度地区，环绕包裹着北极涡旋，将冷空气紧紧地禁锢在极区内。相反，温差越小气流速度越慢，路线则呈现波浪形，冷空气便不能再稳固地被封锁在北极地区，容易顺着大气波的“大槽”长驱南下。

极地急流与副热带急流的经向切面

如果把极地比作一个巨大的羊圈，那么西风急流就是羊圈的围栏。正常情况下，赤道很热，极地很冷，这种温度差使得西风急流自西向东沿纬圈运动，没有大的波动，羊圈的围栏非常牢固，“搞事情”的小羊——北极涡旋中的冷空气被牢牢控制在羊圈里。可是，在全球变暖背景下，赤道与北极的温度差减小，围栏不牢固了，这时羊群很容易冲破羊圈，南下狂奔，导致中纬度甚至低纬度地区出现极寒天气。

北极增温，导致海冰快速融化

在全球变暖背景下，北极以2-3倍的速率升温，导致海冰快速融化。快速增温的北极，缩小了原本从赤道到北极的南北温度差，导致西风急流开始不稳定，流动方向变得弯弯曲曲成波浪状。全球变暖正是通过北极地区和热带地区温度变化的不一致使南北温度差减小，促使中纬度西风带波动性加大而引导冷空气南下的，充分表明了冬季的极寒事件是在气候变暖影响下发生的，而北极和热带海洋都起到了减少南北温度差的作用。

因此，全球变暖的意思是，全球升温导致北极的冰块快融化完了。冰川融化的现象改变了全球风的方向和速度，干扰了四季的变化，使得我们天气变化的幅度明显增强，暖的时候更暖，冷的时候就会更冷。

无论复盘哪一次极寒天气，都可以看到显著的北极增温和海冰减少的情况，极寒天气正是全球变暖惹的祸。