專挑最冷時刻到來，伴隨創(chuàng)紀錄的大風、雨雪和低溫

比臺風更難熬的“冬季風暴”因何頻發(fā)

今年，在經歷了摩羯、貝碧嘉、普拉桑等一連串猛烈秋臺風之后，近期又有多個冬季風暴活動頻繁，給途經區(qū)域帶來嚴重影響。

產生于溫帶洋面的冬季風暴大多在海上生成并消散，僅偶爾影響沿海地區(qū)，世界氣象組織(WMO)甚至還未形成給這些溫帶氣旋命名的標準和慣例。但隨著全球變暖，在“極地放大”效應的影響下，中緯度天氣變化也更趨于極端。冬季風暴的頻繁影響，或許是大自然給人類敲響的又一記警鐘。

■魏科

12月7日凌晨，英國南部和西部300多萬名居民的手機同時響起了長達10秒的刺耳警報聲，這是英國氣象局最高級別的紅色天氣預警，因為即將來臨的超強冬季風暴“達拉赫”將帶來大風、暴雨和降雪。政府呼吁公眾盡量待在室內，備好手電筒、備用電池和充電寶，以應對停電等突發(fā)狀況。

在此三周前，一架飛往溫哥華的民航班機在降落過程中遭遇“炸彈氣旋”，當時氣旋中心風速已達14級，堪比強臺風。飛機因此出現(xiàn)嚴重顛簸，所幸有驚無險，在機組人員沉著冷靜的專業(yè)應對下，航班最終平安落地。

而這一“炸彈氣旋”把北美西北部攪得天翻地覆：美國西北部超過50萬戶斷電，風暴還造成2人死亡；加拿大不列顛哥倫比亞省超過27.2萬戶用戶電力中斷，沿海地區(qū)樹木倒塌、道路阻塞，溫哥華島的主要公路關閉，渡輪公司取消多數(shù)渡輪服務。

今年，人們在秋季經歷了接連不斷的強臺風，甚至12月還有4個臺風在太平洋上“共舞”，如今強烈的冬季風暴又接踵而至。作為中緯度地區(qū)的一種極端天氣過程，它們發(fā)展速度快、強度高，一旦經過人口稠密、經濟發(fā)達地區(qū)，往往會造成嚴重災害。隨著全球變暖，中緯度天氣更加極端化，冬季風暴的影響也將逐漸擴大。

冬季風暴

自然界“冰與火之歌”

冬季風暴和炸彈氣旋都屬于溫帶氣旋。溫帶氣旋是中緯度地區(qū)形成的一類低壓渦旋中心，通常伴有強風、暴雨和洪水，甚至暴風雪，在沿海地區(qū)還會引發(fā)風暴潮。這種氣旋一般“常年在線”，各個季節(jié)都會出現(xiàn)，但在冬季會出現(xiàn)得更強、更頻繁。

與熱帶氣旋(即臺風和颶風)不同，溫帶氣旋一般形成于冷暖空氣劇烈交匯的地區(qū)，而且冷暖空氣越強，溫帶氣旋越強大，堪稱是自然界的“冰與火之歌”。當經過海洋時，海洋上充足的水汽供應會給氣旋發(fā)展提供大量“燃料”，溫帶氣旋時常會在此時爆發(fā)性增強，也因此被稱作“爆發(fā)性氣旋”“炸彈氣旋”“天氣炸彈”或“氣象炸彈”。

由此可見，炸彈氣旋和炸彈一點關系都沒有，也不是傳說中的氣象武器，而是一種自然現(xiàn)象。日本則把“炸彈氣旋”翻譯為“爆彈低氣壓”，每年約有20個這樣的“爆彈低氣壓”影響日本。例如，2014年12月29日發(fā)展起來的低壓中心最低達到949.8百帕，這一強度達到大多數(shù)強臺風的等級，暴風雪導致日本各機場幾乎完全癱瘓，讓準備歲末出行的人敗興而歸。

“炸彈氣旋”一詞最早由麻省理工學院科學家桑德斯和加庫姆于1980年提出，他們在當年的《每月天氣評論》上發(fā)表文章，首次提出了炸彈氣旋的標準，即中緯度地區(qū)氣旋系統(tǒng)中心氣壓在24小時降低24百帕。今年11月19日至21日影響北美西北部的中緯度氣旋系統(tǒng)在短短24—36小時內，氣壓降低了約60百帕，遠遠超過炸彈氣旋的標準。從后來的災害情況看，這也是該地區(qū)所遭遇的最強氣旋發(fā)展事件之一。

從全球來看，冬季風暴在中高緯度地區(qū)都有可能出現(xiàn)，北半球平均每年會出現(xiàn)約45個強溫帶氣旋，南半球約出現(xiàn)26個。不過，炸彈氣旋的形成主要集中在大洋上，這是因為溫帶氣旋一般自西向東移動，來到海洋上后，所受摩擦減少，并得到大量水汽補充，故而常常會在大陸沿岸或附近洋面上迅速增強。炸彈氣旋主要影響沿海國家，比如北美、西歐、日本等地。

氣候變暖

中緯極端天氣加劇

在氣象學家看來，炸彈氣旋是進行理論分析的完美模型，它集合了形成中緯度天氣系統(tǒng)的三個主要元素：

第一，來自低緯度和熱帶地區(qū)的強水汽輸送。

第二，中緯度地區(qū)強烈的溫度對比。氣旋南部、東部是來自低緯度的強暖濕氣團，而氣旋北部、西部則是來自高緯度和極區(qū)的強冷空氣，這種溫度對比越強，發(fā)展起來的氣旋系統(tǒng)越強烈。

第三，中高層大氣的強大低壓槽，多數(shù)情形下還有切斷低壓發(fā)展。

可能在公眾看來，冬季風暴和夏秋季臺風只是出現(xiàn)的時節(jié)不同，但從氣象學的專業(yè)角度看，兩者在動力學過程和形成機理上有著明顯差別——溫帶氣旋系統(tǒng)發(fā)展主要是源自中緯度的強烈溫度對比(斜壓性)，而颶風和臺風靠的是熱帶海洋水汽潛熱釋放為其源源不斷補充能量，因此熱帶氣旋往北移動登陸后會迅速減弱，而溫帶氣旋一般入海后則迅速增強。

對身處風暴中的地區(qū)而言，炸彈氣旋會比颶風更難熬一些，因為它專挑冬季最冷時刻到來，并伴有暴風雪和嚴寒天氣，常會出現(xiàn)創(chuàng)紀錄大風、雨雪和低溫天氣，甚至進一步引起海水倒灌、樹木房屋倒塌、停水停電、航班延誤等，引發(fā)區(qū)域緊急狀態(tài)。

根據美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的數(shù)據，2023年初，北大西洋區(qū)域出現(xiàn)了20個達到颶風強度的強風事件，其中14個都屬于炸彈氣旋過程。

事實上，日益加劇的全球變暖讓中緯度地區(qū)的天氣更加極端化，可能使炸彈氣旋更為頻繁出現(xiàn)。

2021年發(fā)表在《科學》雜志上的一項研究顯示，隨著全球變暖導致“極地放大”現(xiàn)象，極區(qū)的增暖幅度達到全球平均的3倍以上，這使得極地渦旋減弱并向低緯度地區(qū)延伸。這意味著極地渦旋變得更加不穩(wěn)定，更容易與中緯度大氣發(fā)生冷暖空氣交換——一方面，暖空氣可以延伸至極區(qū)，導致極端暖過程；另一方面，冷空氣可以延伸到北美和亞洲更低緯度區(qū)域，出現(xiàn)極端冷過程。

從氣象云圖上看，炸彈氣旋的螺旋狀云帶空間尺度一般在數(shù)千公里，與颶風的空間尺度不相上下，甚至更大一些。當這樣的系統(tǒng)發(fā)展起來，蔓延數(shù)千公里，即使像加拿大、美國這樣幅員遼闊的國家，也會有一半的國土與人口受到影響。北美地區(qū)在遭受一次炸彈氣旋之后，很多地區(qū)的積雪量甚至可能超過1.5米。

就以今年11月19日影響北美西北部的炸彈氣旋為例，氣旋中心最低氣壓低至約940百帕，堪比四級颶風，幾乎與本年度導致234人死亡、經濟損失超過892億美元的颶風海倫妮相當(最強盛時中心氣壓降低到938百帕)，而今年肆虐上海的強臺風貝碧嘉是1949年以來登陸上海的最強臺風，其中心最低氣壓也有955百帕。

影響漸強

有待國際統(tǒng)一命名

由于大多數(shù)炸彈氣旋主要發(fā)生在海上，影響有限，除了業(yè)內人士，其發(fā)展消亡過程不會引起公眾注意。但當它們光顧沿海地區(qū)，如北美東西海岸、西歐和東亞等人口眾多、經濟繁榮地區(qū)時，所引發(fā)的災難性天氣過程就會特別引人關注。

其實，迄今為止，WMO一直未給溫帶氣旋建立統(tǒng)一的命名系統(tǒng)，它們往往被簡單地以發(fā)生的時間或地點來標識，比如“2012年的東北風暴”或“歐洲中部氣旋”。

隨著氣象科學發(fā)展和公眾對極端天氣事件關注度的提高，為溫帶氣旋建立一個統(tǒng)一的命名系統(tǒng)變得日益重要。命名系統(tǒng)可幫助人們更快識別并響應即將到來的風暴，減少因混淆不同風暴而產生的誤解和恐慌。

溫帶氣旋的命名規(guī)則與熱帶氣旋有所不同。由于溫帶氣旋的形成和消散速度通常比較快，且影響范圍廣泛，因此它們的命名更多依賴于實際影響而非路徑預測。英國氣象局自2015年開始嘗試對溫帶氣旋進行命名，采用男女名字交替的方式，并按照字母順序排列。

2015年，英國氣象局將第一個溫帶氣旋命名為“阿比蓋爾”，這是個常見的女性名字。不過，“她”一點都不溫柔，最強風速達每小時135公里，風力13級，達到臺風等級。很多學校被迫關閉，強風和降雨使得英國多達2萬戶家庭停電，并導致道路封閉和交通中斷，所幸沒有人員死亡記錄。

目前，歐洲已有法國、西班牙、丹麥、比利時等多個國家對影響本地區(qū)的氣旋進行命名。從2012年開始，美國私人氣象服務公司“天氣頻道”(TWC)冬季風暴命名系統(tǒng)正式運行，盡管還沒有被美國國家氣象局和其他一些氣象機構采用，但逐漸被公眾接受。

過去10年間，歐洲平均每年有8個被命名的氣旋，最多為12個(2023年冬季)、最少為4個(2022年冬季)。而北美地區(qū)冬季風暴平均每年超過22個。

(作者為中國科學院大氣物理研究所研究員)

來源：文匯報