氣象分析 | 拉尼娜背景下2020/2021年漠河冬季氣候概況

文/圖 吳樹森

拉尼娜現(xiàn)象是與厄爾尼諾相反的一種氣候現(xiàn)象，是指赤道中、東太平洋海表溫度異常，出現(xiàn)大范圍偏冷、且強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間達(dá)到一定條件的冷水現(xiàn)象。對(duì)中國(guó)來說，增加了冷冬出現(xiàn)的概率。1950年以來，全球共發(fā)生了16次拉尼娜事件，從2020年8月開始，再次發(fā)生拉尼娜事件，2020年11月達(dá)到峰值，于2021年3月結(jié)束。

按照國(guó)家氣候中心統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，冷冬、暖冬的定性需要考量前一年12月到后一年2月連續(xù)3個(gè)月的平均氣溫，從而判定整個(gè)冬季是否為暖冬或冷冬。2021年3月3日，國(guó)家氣候中心官宣， 2020/2021年冬季（2020年12月1日～2021年2月28日）為暖冬，全國(guó)平均氣溫-2.5℃，較常年同期（-3.3℃）偏高0.8℃，是1961年以來歷史同期第八高。而以寒冷著稱的中國(guó)“北極”漠河，卻經(jīng)歷了本世紀(jì)以來最寒冷的一個(gè)冬季，度過了一個(gè)與全國(guó)不一樣冬天。

01. 2020/2021年冬季大氣環(huán)流形勢(shì)

2020年12月～2021年2月大氣環(huán)流的主要特征是：北半球極渦呈偶極分布，極渦中心分別位于加拿大北部的伊麗莎白女王群島附近及鄂霍次克海附近的俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)，其中；12月鄂霍次克海附近的極渦較強(qiáng)（見圖1a），1月極渦整體較常年同期偏強(qiáng)（見圖1b），2月從極渦分裂出一個(gè)低渦位于中西伯利亞上空（見圖1c）。

圖1 2020年12月-2021年2月北半球500hPa平均位勢(shì)高度場(chǎng)，（a）為12月，（b）為1月，（c）為2月

極渦是我國(guó)冬季寒冷和出現(xiàn)寒潮的“罪魁禍?zhǔn)住焙汀澳缓蠛谑帧?。冬季，原本在北極上空盤旋的極地渦旋挾裹著大量的冷氣團(tuán)南下，影響到了我國(guó)東北及中東部。寒潮天氣都是跟“極渦”的“出圈”有關(guān)，特別是今年1月末出現(xiàn)的“全能型”冷空氣成為全國(guó)型寒潮過程。

2020年12月，亞洲中高緯呈西高東低形勢(shì)，環(huán)流經(jīng)向度較大，東亞大槽較常年明顯偏強(qiáng)偏深，影響我國(guó)的冷空氣勢(shì)力顯著偏強(qiáng)。我國(guó)北方大部地區(qū)為負(fù)距平控制，低槽寬廣深厚，利于冷空氣南下。

2021年1月，烏拉爾山附近有高壓脊發(fā)展，東亞大槽較常年同期偏西偏強(qiáng)，亞洲中高緯環(huán)流經(jīng)向度較大，我國(guó)東北部為槽區(qū)控制，受此影響，北方地區(qū)冷空氣活動(dòng)頻繁，氣溫較常年同期明顯偏低。

2021年2月，位于西伯利亞北部極渦強(qiáng)度較常年明顯偏弱，但中旬位于喀拉海的低渦逐漸東移并分裂出切斷低壓位于大興安嶺西北部，中心也為負(fù)距平，高空槽隨著低壓系統(tǒng)不斷東移，給我國(guó)北方地區(qū)帶來一次中等強(qiáng)度的冷空氣過程。

02. 2020/2021漠河冬季氣溫概況

漠河位于中國(guó)最北部，屬于寒溫帶大陸季風(fēng)性氣候，冬季在極地大陸氣團(tuán)和蒙古高壓控制下，異常寒冷，嚴(yán)寒期長(zhǎng)，常出現(xiàn)-40℃以下極寒天氣和暴雪天氣。在全球變暖的背景下，從上世紀(jì)80年代開始，漠河氣溫呈變暖趨勢(shì)。各年代冬季平均氣溫如下（見表1）：

雖然氣候明顯變暖，但對(duì)于處于寒溫帶的漠河來說，寒冷是不會(huì)改變的，仍是全國(guó)最寒冷的地區(qū)。氣候變暖不等于不會(huì)出現(xiàn)冷冬，也常出現(xiàn)極端天氣。從與歷年冬季平均氣溫和近20年同期均值對(duì)比可以看出：漠河近60年冬季平均氣溫為-27.2℃，近20年同期均值為-26.2℃，2020/2021年冬季平均氣溫為-27.0℃，與歷年同期均值相比僅偏高0.2℃，與近20年同期均值相比偏低0.8℃（見表2）。

從氣溫走勢(shì)可以看出，季內(nèi)冷暖起伏顯著，氣溫呈先高后低再平的特點(diǎn)，其中：2020年12月平均氣溫為-25.3℃，比歷年同期均值偏高2.7℃；2021年1月平均氣溫為-31.2℃，比歷年同期均值偏低2.0℃，與近20年同期均值相比偏低3.4℃，排列近20年第3位；2021年2月平均氣溫為-24.4℃，與歷年同期均值相同。

根據(jù)世界氣象組織規(guī)定的1971年～2000年30年氣候標(biāo)準(zhǔn)平均值，漠河30年冬季氣候平均值為-24.5℃，2020/2021年冬季平均氣溫距平值為-2.5℃?！禛B/T 33675-2017冷冬等級(jí)》規(guī)定：冷冬分為弱冷冬和強(qiáng)冷冬，按照劃分標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，2020/2021年漠河冬季平均氣溫距平值≤-1.29a，故為強(qiáng)冷冬。

03. -40℃以下極寒天氣時(shí)空分布

根據(jù)氣象專業(yè)制定的“寒冷程度等級(jí)表”，氣溫從-40℃以下至9.9℃，由低到高共分為八級(jí)。漠河今冬各等級(jí)氣溫出現(xiàn)次數(shù)如下（見表3）：

入冬之后，漠河市極寒天氣頻發(fā)，漠河市氣象局發(fā)布了4次寒潮預(yù)警信號(hào)。根據(jù)漠河所屬國(guó)家氣象觀測(cè)站和無人自動(dòng)站觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，2020年12月12日～2021年2月28日，全市各站點(diǎn)均出現(xiàn)了-40℃以下極寒天氣，全市平均出現(xiàn)極寒天氣13次，出現(xiàn)時(shí)段主要集中在12月12日～16日、12月26日～28日、1月4日～7日、1月14日～15日、1月19日～22日、1月28日～2月4日、2月15日～17日。

今冬漠河極寒天氣出現(xiàn)范圍廣，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，但時(shí)空分布不均，各站點(diǎn)出現(xiàn)極寒天氣次數(shù)差異明顯，出現(xiàn)次數(shù)最多的為洛古河29次，出現(xiàn)次數(shù)最少為北極村和觀音山，僅5次。漠河本站（西林吉鎮(zhèn)）共出現(xiàn)16次，其中2020年12月出現(xiàn)2次，2021年1月出現(xiàn)10次，2月出現(xiàn)4次。各站點(diǎn)出現(xiàn)極寒天氣次數(shù)見表4（注：因3月份不屬于冬季，故不含3月份數(shù)據(jù)）：

全市極寒天氣氣溫也存在較為明顯差異。最低氣溫極值出現(xiàn)在阿木爾為-49.7℃，為漠河近50年最低值，觀音山僅為-44.3℃，兩站差值為5.4℃。漠河本站（西林吉鎮(zhèn)）最低氣溫為-46.2℃，為近22年來同期最低（1998年1月6日為-47.5℃）。各主要站點(diǎn)最低氣溫極值及出現(xiàn)日期見表5：

1969年2月13日北極村測(cè)出了-52.3℃的中國(guó)極端最低氣溫極值，而今冬北極村最低氣溫極值僅為-45.2℃?？梢栽O(shè)想，如果當(dāng)時(shí)漠河設(shè)有其它站點(diǎn)（呼中1970年建立氣象站），中國(guó)最低氣溫極值可能不會(huì)出現(xiàn)在北極村，最低氣溫?cái)?shù)值可能還會(huì)更低。

04. 2020/2021漠河冬季降水概況

冬季降水為30.9mm，排列歷史同期第6位，比歷年同期均值偏多14.2mm，比近20a同期均值偏多12.8mm。其中，12月份明顯偏少，1月份明顯偏多，2月份異常偏多，排列近20a同期第1位，2月份出現(xiàn)了1次大雪和1次大到暴雪，這是冬季降水明顯偏多的主要原因（見表6）。漠河本站最大雪深為50cm，排列歷史第2位（1963年為53cm）。

05. 極寒天氣造成冰霧現(xiàn)象

“冰霧”不同于夏天的水汽霧，這種寒溫帶獨(dú)有的天氣現(xiàn)象南方人聞所未聞，甚至很多氣象工作者也不曾知曉。

冰霧是由懸浮在空氣中的大量微小冰晶組成的霧，在空氣中水汽凝華而形成的，是高寒地區(qū)人們鑒定極端氣溫的一種標(biāo)志，常見于嚴(yán)寒地區(qū)的冬季。冰霧一般出現(xiàn)在-40℃以下，在空氣干冷、無風(fēng)微風(fēng)、天空無云的夜晚和清晨出現(xiàn)，有時(shí)持續(xù)到中午才散去。

極寒天氣常伴有冰霧出現(xiàn)，氣溫越低，出現(xiàn)越多，能見度越小。冰霧天氣是一種雙重危害的極惡劣天氣，對(duì)交通、電力、通信、供熱、供水、生產(chǎn)活動(dòng)和身體健康都會(huì)造成極為不利的影響。

漠河是中國(guó)的最北部，冬季漫長(zhǎng)、晝短夜長(zhǎng)，氣候異常寒冷，這里被稱為“高寒禁區(qū)”，是出現(xiàn)冰霧最多、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的地方。在這種氣溫極低惡劣的冰霧天氣環(huán)境中，極有可能造成停電、停水、停氣（供熱）和停運(yùn)等，將直接影響人們的正常生活和工作，甚至危及人的生命安全和社會(huì)穩(wěn)定。因此，當(dāng)?shù)卣陀嘘P(guān)部門應(yīng)高度重視，制定相應(yīng)的防范應(yīng)急措施。

06. 極寒天氣氣象服務(wù)情況

漠河市氣象局對(duì)冬季極寒天氣高度重視，對(duì)標(biāo)習(xí)近平總書記對(duì)氣象工作提出的“監(jiān)測(cè)精密、預(yù)報(bào)精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì)”的重要指示，充分發(fā)揮氣象部門防災(zāi)減災(zāi)第一道防線作用，全力以赴做好極寒天氣的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和服務(wù)工作。根據(jù)天氣變化，加強(qiáng)省、市、縣三級(jí)聯(lián)動(dòng)，提前發(fā)布預(yù)警信息，并及時(shí)向當(dāng)?shù)卣?、交通、供水、供電、宣傳等部門提供氣象服務(wù)，發(fā)布《重大氣象信息專報(bào)》3期。氣象部門上下齊動(dòng)，多渠道開展宣傳，充分利用電視天氣預(yù)報(bào)和“漠河氣象”微信平臺(tái)發(fā)布極寒天氣信息和科普知識(shí)。我局以圖文、視頻等形式制作的專題極寒天氣信息成為熱搜。漠河極寒天氣被中央電視一臺(tái)二臺(tái)、黑龍江電視臺(tái)、新華網(wǎng)、中新網(wǎng)、搜狐網(wǎng)和中國(guó)氣象局網(wǎng)站等20余家媒體進(jìn)行了報(bào)道，引起社會(huì)廣泛關(guān)注。