本文来自微信公众号:地球知识局 (ID:diqiuzhishiju),作者:小哲,编辑:板栗,校稿:朝乾,头图来自:视觉中国


12月22日,冬至,北半球一年中白天最短的一天,年中最冷时节的关口,千里冰封,万物蛰伏,由此开始“数九”计算寒天,静待春天的来临。

就问北京什么时候可以下雪(图:中央气象台)
就问北京什么时候可以下雪(图:中央气象台)


而在大洋彼岸,美国人民正在准备度过美好的圣诞假期,据美国汽车协会(AAA)预计,从12月23日到1月2日,在“洋春运”中将有1.127亿人次前往离家80公里以外的地方,这比去年增加了 360 万人,接近新冠疫情前的数字。

(2022年12月22日 500hPa 图:中央气象台)
(2022年12月22日 500hPa 图:中央气象台)


之前在我局《美国气象灾害》视频中曾提到,从加拿大地盾到中央大平原一马平川的地形,使得美国在直面北极冷空气时没有一点点防备。


史上最具破坏性的一次极涡南下造成的超级寒潮,发生在2021年2月,当时北极冷空气甚至一路深入得克萨斯州,气温比往年低22℃,造成至少250人死亡,并对该州的电力基础设施造成严重的破坏。


风暴过后,从太空中望去,夜晚的城市多了一块块“黑斑”(德克萨斯州休斯顿的卫星图像 图:wiki)
风暴过后,从太空中望去,夜晚的城市多了一块块“黑斑”(德克萨斯州休斯顿的卫星图像 图:wiki)


美国东部上空的大型冬季风暴(2021年2月16日卫星图 图:NASA)
美国东部上空的大型冬季风暴(2021年2月16日卫星图 图:NASA)


而本月22日,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)预测,随着冷高压前端的冷锋将于12月22日至26日自西向东横扫美国,带来严酷的暴风雪和断崖式的降温天气。


极地涡旋迅速南下席卷北美(12月23日至25日平均气温预测)
极地涡旋迅速南下席卷北美(12月23日至25日平均气温预测)


预计从美国西北部到东部三分之二地区的平均气温将比正常水平低6~20℃。美国大约80%的地区最低温度将降至冰点以下,覆盖人口达3亿,意味着美国大部分地区将经历40年来最冷的圣诞假期。


美国大半地区都处于冻得发紫的状态(图:NOAA)
美国大半地区都处于冻得发紫的状态(图:NOAA)


早在当地时间12月21日下午1:05到1:35,随着北极冷空气降临大平原,怀俄明州首府夏延市的气温半小时内暴跌22℃,破纪录的从6℃降至-16℃。


夏延市12月21日12:50到1:40温度变化
夏延市12月21日12:50到1:40温度变化


丹佛市从21日的最高气温8℃骤降至22日凌晨的-24℃,-15℃的日平均温度使得这一天成为该市32年来最冷的一天。强降温伴随着大风和降雪过程,使得22日~23日的降雪比历史平均水平高41%。


而22日蒙大拿州多地气温大多在-32~-49℃,位于约翰·史蒂文斯峡谷的海拔2100多米的气象站甚至记录到了-56℃的极端低温。


不用到北极也能体会到来自极地的极致寒冷(12月22日 蒙大拿州各地气温 图: twitter)
不用到北极也能体会到来自极地的极致寒冷(12月22日 蒙大拿州各地气温 图: twitter)


在堪萨斯州中北部,由于暴风雪导致能见度几乎为零,仅22日就有3人因车祸丧生。


此后,严寒的天气向南一直推进到墨西哥湾沿,从北边界到南边界,从西海岸到东海岸,美国总共有超过2亿人处于冬季警报和风寒警报下,在极端的寒风中甚至几分钟之内就会致人冻伤。


落基山脉以东的每个州基本都处于不同的冬季灾害警报下(12月23日的NWS 监视、警告、咨询地图 图: NOAA)
落基山脉以东的每个州基本都处于不同的冬季灾害警报下(12月23日的NWS 监视、警告、咨询地图 图: NOAA)


12月22日,纽约州州长宣布全州进入紧急状态。


12月23日早晨,北极冷空气抵达美国东海岸。


12月24日的美国东海岸,华盛顿特区迎来仅次于1989年第二冷的平安夜。而纽约则经历着自1906年以来最冷的平安夜。芝加哥预计气温将回升至零以上,但仍将经历自1983年以来最冷的平安夜。

黑潮对爆发性气旋和大气环流的影响(图:jamstec.go.jp)
黑潮对爆发性气旋和大气环流的影响(图:jamstec.go.jp)


由于爆发性气旋常伴随大风、暴雨(或暴雪)等恶劣天气现象, 严重威胁人们的生命财产安全, 因此气象学家也会将起形象地称之为“气象炸弹 (meteorological bomb),用来定义中心气压在 24 小时内下降至少24百帕的气旋。


(2018年1月4日 北美气象炸弹 图:NOAA)
(2018年1月4日 北美气象炸弹 图:NOAA)


据统计,爆发性气旋主要在冷季发生,冷季爆发性气旋发生频率远大于暖季。


随着极涡南下,高层的西风带上的大槽向南延伸发展,而槽前的上升运动随之加强。而在低层大气,随着寒冷干燥的空气迅速从北极南下,而温暖潮湿的空气从大西洋上吹来,冷暖空气交汇,暖空气迅速上升,水汽凝结形成云,释放出的热量将继续降低气压,增强上升运动。


气象炸弹形成过程
气象炸弹形成过程


在高低层大气的配置下,大气的上升运动将迅速加强,低压将沿着北极冷锋面迅速加强,在地转偏向力的作用下,将会使得气旋爆发式地发展,形成炸弹般的极端天气。


这样形成的气旋将与南下的冷高压之间形成巨大的气压差,将极大地增强风速,而强烈的上升运动又往往意味着强降水天气。


气象炸弹与北极冷高压(图:NOAA)
气象炸弹与北极冷高压(图:NOAA)


22~23日随着气象炸弹“埃利奥特”的初步生成,其中心气压24小时内下降35百帕,远超下降24百帕的阈值,实际气压与2级飓风相当,并在此后向东北方向移动,给五大湖区和美国东北部带来了更加猛烈的暴风雪天气。


12月22日密歇根州和北印第安纳州的部分地区的暴雪警告(图:twitter)
12月22日密歇根州和北印第安纳州的部分地区的暴雪警告(图:twitter)


在纽约的布法罗地区,阵风超过26米每秒,大风和强降雪使得23日~24日的能见度接近于零,有些地方积雪超过60厘米。


恶劣的天气使得几百人可能被困在车内,但纽约州州长表示,布法罗市几乎每辆消防车都被困在超大雪堆中,难以展开救援。为此,纽约州西部的伊利县、杰纳西县、尼亚加拉县和奥尔良县都实施了驾驶禁令。


美国国家气象局25日称,除西南部加利福尼亚州等少数地区外,绝大多数地区气温下降至低于往年平均水平,甚至包括南部素来温暖的得克萨斯州、佐治亚州和佛罗里达州。以热带气候而闻名的迈阿密,气温居然比高纬度的伦敦还低2度。


在北美遭遇极寒天气的同时,欧洲却比往年要热不少,大西洋两岸形成了冰火两重天的局面(2022年12月25日 地表温度)
在北美遭遇极寒天气的同时,欧洲却比往年要热不少,大西洋两岸形成了冰火两重天的局面(2022年12月25日 地表温度)


三、一片狼藉


原本在新冠疫情后重新燃起的圣诞假期旅行热潮,也因为这场超级寒潮而一塌糊涂——


根据航班追踪机构FlightAware的数据,12月23日美国有5300多个航班被取消,远远超过前一天的近2700次航班总数。


此后,24日平安夜又取消了3400多个航班,25日圣诞节又又取消了 2800 多个航班。

这一数字还在上升中(图:cbc.ca)
这一数字还在上升中(图:cbc.ca)


回顾这几天,北半球的中国、欧洲、西伯利亚、美国都先后遭遇到了大规模的寒潮天气,而夏季环绕北半球的极端高温依旧历历在目。北半球同此凉热,很有可能正是“三重拉尼娜”带来的气候异常的结果。


在未来几天内,随着极涡东移,美国的天气将在 2023 年元旦前的最后几天转变为更高的温度,12月30日的气温比29日高22~28℃,转为比往年偏暖的状态。


极寒与极暖无缝切换
极寒与极暖无缝切换


而从 NOAA 最新发布的美国2023年1月至3月的官方气温预报来看,明年美国南部偏暖的可能性更高。


这次寒潮可能只是全球变暖过程中的一个小插曲。(美国1月到3月的季节气温预测 图:NOAA)
这次寒潮可能只是全球变暖过程中的一个小插曲。(美国1月到3月的季节气温预测 图:NOAA)


根据预测,ENSO冷位相的拉尼娜现象将在这个冬季迅速减弱,而进入到2023 年,发生暖位相(厄尔尼诺)的可能性增加。未来的气候状态,我们还需持续关注。


参考资料:

[1] 孙雅文,傅刚,张树钦.北大西洋爆发性气旋的统计特征[J].气象学报,2018,76(02):169-181.

[2] 傅刚,陈莅佳,李鹏远,庞华基,张树钦.爆发性气旋的前世今生[J].气象,2021,47(03):261-273.

[3] The winter storm outlook in 6 maps, from arctic blasts to bomb cyclones - The Washington Post

[4] Prolonged winter storm causes at least 37 deaths and leaves thousands without power | CNN

[5] Bomb cyclone blizzard to unleash Arctic blast, freezing temperatures - The Washington Post

[6] Wind Chill Safety (weather.gov)

[7] The winter storm outlook in 6 maps, from arctic blasts to bomb cyclones - The Washington Post

[8] A Significant Warm Relief is Forecast after Christmas. From Historic Arctic Blast to Extreme Warmth as U.S. and Canada head into New Year 2023 (severe-weather.eu)


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