2022年初印尼火山噴發(fā)時，曾有人預言受其影響，2022年對于一些低緯度地區(qū)可能會成為無夏之年，然而現(xiàn)實是全球變暖的大趨勢似乎在今年愈演愈烈，不僅是我國南方的大部分地區(qū)遭遇了罕見的極端高溫天氣，包括歐洲和美國在內(nèi)的北半球大部分地區(qū)，也在劫難逃，苦苦地掙扎在熱浪之中。每次的極端天氣都會引起諸多分析，但在這次的極端高溫天氣背后，有一對“地球氣候系統(tǒng)”重要的力量共同作用，極大地影響了溫帶地區(qū)的降水和溫度。
從現(xiàn)象到本質(zhì)，首先我們回顧下前兩個月的極端高溫：六月上旬，華南地區(qū)經(jīng)歷了較強降水，華北的河南山東則是高溫少雨天氣，盡管降水短暫的緩解了北方的旱情，但隨之而來又是新一輪的高溫熱浪。進入七月后，高溫天氣逐步向華東各省和四川盆地轉(zhuǎn)移，與此同時內(nèi)蒙新疆和甘肅等地的高溫，使得在超過500萬平方公里的9億人，經(jīng)受了長達一個月的高溫天氣，全國有76個氣象站突破歷史高溫極值。這一過程的幕后推手是大名鼎鼎的副熱帶高壓，還有更靠北的西風帶，兩者的相互作用造成了今夏的極端氣候。
在南、北半球副熱帶地區(qū)（20～35緯度地區(qū)），維持著沿緯圈分布的高壓帶，稱為副熱帶高壓帶。其控制區(qū)域盛行下沉氣流，中上層大氣下沉會造成下層大氣增溫，形成晴朗少雨的天氣。由于地中海、青藏高原和落基山脈這三個地區(qū)的阻隔作用，北半球的副高被分割為北太平洋副高、北大西洋副高和伊朗高壓三個部分。赤道和極地之間溫度差大，高空的空氣在從赤道流向兩級極的過程中，受到地轉(zhuǎn)偏向力的影響，形成110km/h風速的西風走廊，偏轉(zhuǎn)成西風（北半球為西南風，南半球為西北風），西風帶的盛行風由此形成。在其控制地區(qū)，西風一般比較強勁持久，海洋上風浪較大，陸地迎風坡地帶溫和多雨。
溫習完高中地理最為重要的部分之一，我們再來看下六七月的高溫天氣。以500hpa等壓面空間高度分布圖為參考，六月中旬的西太平洋副熱帶高壓受西風帶壓制停留在太平洋，副高的北側(cè)對應我國的降水帶，它由南向北移動可使我國東部地區(qū)依次降雨；副高被長期壓制就會導致本該下在江淮地區(qū)的雨水下在華南地區(qū)，這也是六月中上旬華南地區(qū)強降水的原因。
西風帶上既有高壓脊也有低壓槽，高壓脊是等壓線不閉合且向低壓方向突出的高氣壓區(qū)域，一般脊前為晴朗天氣；低壓槽是從低氣壓區(qū)延伸出來的狹長區(qū)域，槽中的氣壓值比兩側(cè)的氣壓要低而產(chǎn)生云雨天氣。東北地區(qū)受到西風帶波動產(chǎn)生的東北冷渦影響降水較多，華北中原地區(qū)則處在西風帶高壓脊控制之下，高溫由此而來。時間來到七月，副高突破了西風帶的壓制成功北移，江淮地區(qū)在其控制下開始了持續(xù)的高溫—該下雨的六月沒下雨，不該下雨的時候也沒下雨。副高北側(cè)的降水迅速緩解了華北中原地區(qū)的炎熱，但在不降水的時間里，受到西風帶高壓脊的控制，體感上仍然非常炎熱。
放眼全球，世界同此冷熱。僅在六月，馬德里地區(qū)的最高氣溫就突破了40℃；法國多地高溫記錄被打破，7月中旬的葡萄牙最高溫逼近全歐洲的歷史極值，高達47℃。海洋性氣候、夏天向來涼爽的英倫三島的民眾，也不得不面對沒有空調(diào)的40℃的夏天。而美國的天氣簡直是中國的翻版，多個城市刷新了高溫記錄，部分城市甚至比記錄高出6℃之多，超三分之一的人口受到影響。
縱觀整個北半球的極端高溫天氣，其大背景都與副高有關(guān)，北半球三個被切割的副高在今年夏天完成了“閉環(huán)”，青藏高原以西的“伊朗高壓”和以東的“太平洋副高”克服阻礙連通，同時北美地區(qū)洛基山以西的“太平洋副高”和美國東海岸的“大西洋副高”也成功會師，形成了范圍大強度高的副熱帶高壓帶。
更值得關(guān)注的是，西風帶也在這里起到了推波助瀾的作用，西風帶的控制區(qū)域一般帶來降水，但由于山脈的阻擋和其南北兩側(cè)冷暖空氣的對流，西風帶的分布并不完全和緯度平行，其中既有降水也有干旱。降雨和干旱都和西風帶波動而分裂出的“切斷低壓”有關(guān)。切斷低壓是西風帶形成的具有閉合環(huán)流和冷中心的深厚低壓系統(tǒng)，七月東北地區(qū)的西風帶波動造成的冷渦就屬于“切斷低壓”，它為東北地區(qū)帶來了大幅的降水降溫，遼寧盤錦更是發(fā)生了強降雨和洪澇災害。
切斷低壓會與阻塞高壓相伴出現(xiàn)，因此切斷低壓的位置會直接影響降水區(qū)域，西葡兩國的高溫就是由于切斷低壓徘徊在伊比利亞半島以西的大西洋面而并不在陸地，切斷低壓旁的高壓脊長時間控制著半島，加之地中海沿岸緯度偏低靠近北非的撒哈拉沙漠，切斷低壓會像氣泵一樣將北非的熱氣持續(xù)向歐陸輸入，最南端的葡萄牙逼近全歐溫度極值也就不難理解了。
美國則是受到太平洋東岸切斷低壓旁的高壓脊控制，加之洛基山以西的“太平洋副高”和東海岸的“大西洋副高”閉環(huán)的大背景，同樣酷暑難耐。中、美、歐如出一轍，根因是副熱帶高壓的閉環(huán)，西風帶雖可短暫調(diào)節(jié)副高帶來高溫，但如果其波動產(chǎn)生的切斷低壓位置如上所述，反而會加劇了高溫天氣。
圖4 北大西洋和西歐地區(qū)切斷低壓示意圖
進入21世紀以來全球變暖的加重導致夏季高溫熱浪頻發(fā)，兒時那種夏夜聽蛙聲蟲鳴、一臺電扇就能消暑的夏天似乎不會再有了。今年6月全球平均氣溫較常年偏高約0.4℃，為1979年以來最高，2022年的這場曠日持久的高溫，是一次全球性的極端氣候事件，是一系列異常氣候因子的共同作用，使西風帶波動加劇、副熱帶高壓無縫銜接。
這些氣候因子的異常表現(xiàn)，都和全球變暖脫不開干系。全球變暖不僅是大氣變暖，更是海洋升溫，海洋作為氣候調(diào)節(jié)的重要一環(huán)，其細微的變化都會如蝴蝶效應般影響全球。氣候變化在全球尺度上的時間和范圍也不同步，兩極的放大效應—北極圈附近的異常增溫、阿爾卑斯山冰川融化表明全球變暖對氣候敏感區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)的影響更大。副高和西風帶的穹頂之下我們經(jīng)歷了最熱的一個夏天，未來的人類還會被何種穹頂所籠罩？
本期作者 | 劉光瑞 | 原創(chuàng)
來源 | 科普理論與實踐-科學探索中心
