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美国得州极寒雪灾背后：北极变暖已经失控？极地涡旋可能来中国吗？

2021年农历新春之际，大洋彼岸美国的日子似乎并不好过......
破纪录的极寒风暴横扫美国南部各州，已造成70余人死亡，数百万户居民陷入断水断电的窘境正在2021年的美国真实上演。目前，暴风雪仍在袭击美国南部及欧洲部分地区，强度之大极为罕见。那么，这场极寒风暴背后的科学原因究竟是什么？会对中国造成影响吗？
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美国大气与环境研究中心的环境专家科恩表示，有证据表明北极地区的快速升温是这场极寒风暴的“罪魁祸首”。令人担忧的是，失控的北极变暖可能在未来引发更加严重的后果。
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北半球的冬季到来时，大量冷空气在北极地区周围聚集，当冷气流下沉受阻时就会原地旋转，形成一个高空强冷性大型涡旋系统盘旋在刺骨的北极上空并快速移动，这就是极地涡旋（polar vortex）——极区大气环流的重要组成部分。
极地涡旋的影响范围通常限于极地和高纬度地区，例如加拿大、北欧和西伯利亚。但是，如果涡旋遇到干扰，就会偏离原有的位置和方向。
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自20世纪90年代以来，人类活动导致的全球气候变化日益显著，北极地区冬季气温一直保持变暖趋势，海洋变暖、极地冰川融化大大加速了北极的升温步伐。如此一来，北极和赤道之间的温差减小，扰动了极地大气环流模式，进而减弱了极地高压对极地漩涡的控制能力，形成喷射气流。喷射气流带着冷空气一路南下，造成了目前在美国发生的极寒风暴灾害（下图）。
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其实，冬季北极涡旋南移引发的极端寒潮事件发生频率较高，通常每10年里会出现6-7次。极地涡旋的活动范围、强度以及移动方向经常性地发生变化，对极地和高纬度地区的天气系统产生明显影响。随着气候变化对全球影响的日益严重，极地涡旋的活动范围呈扩大趋势，成为全球气候变化的主要特征之一。
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简言之，北极圈温度的快速上升破坏了大气环流系统，北极寒冷空气被推向了美国，故而引发了这场暴风雪。不过在过去30年里，北极涡旋一直呈偏弱状态，且不断偏离北美，向欧洲和亚洲偏转，对我国的影响也越来越频繁和严重。
受北极涡旋的影响，2020年底我国就经历了一波强劲寒潮的袭击，全国大部分地区平均温度骤降，北京甚至出现-19.6℃的低温。这也是极地涡旋的影响结果，而未来10年，这种现象将越来越频繁。
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总得来说，只要北极升温的趋势不变（人为导致），极端寒潮就不会失约，北美和亚欧大陆的冬季还会出现更频繁的暴风雪和低温天气。当然，拥有独立电网的得克萨斯州成了名副其实的“孤星之州”，这绝不仅仅是气候的因素......
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责编/朱张航宇
【美国得州极寒雪灾背后：北极变暖已经失控？极地涡旋可能来中国吗？】信息来源：Wikipedia、美国大气与环境研究中心

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