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北美极寒天气的幕后推手是谁? 来源:中国气象报社 日期:2021年02月24日09:36

  近日,北美大部地区遭遇极寒天气,造成交通混乱、电力系统失灵和数十人死亡。据美国国家天气局称,美国超过1亿人收到冬季风暴警报。截至2月16日午夜,美国大陆约73%的地区被雪覆盖,这是自2003年以来记录的最大范围。美国得克萨斯州的一些地方甚至比阿拉斯加还冷,当地气温一度降到-19℃,为1989年以来最低。

  本次长时间的雨雪冰冻天气,是由一股来自北方的冷空气一路进入得克萨斯州造成的。得克萨斯州的地理纬度与中国广州大致相当,想像一下,使其发生持续低温雨雪天气的冷空气威力有多强!

  那么,是什么原因导致北美此次的极寒天气呢?

  最根本的原因还是极地涡旋减弱。极地涡旋为什么会减弱?观测发现,近期在北极上空约30公里处发生了平流层爆发性增温事件,进而导致极地涡旋减弱。平流层爆发性增温是平流层一种特有的大气运动现象,多发生在北半球的冬季和春季,其发生的同时会伴随大气环流的调整。强的平流层爆发性增温会使绕极地西风转变为东风,极涡就会发生崩溃。极地涡旋是地球南北两极周围的一个低压和冷空气区,周围环绕着旋转的西风急流。通常,这些风的强度足以在冬天“hold”住北极最冷的空气,就像一根橡皮筋绷紧了把冷空气圈在里面。当极地涡旋减弱,皮筋变松,冷空气就会溢出到包括美国在内的中纬度地区。此外,加拿大阻塞高压强烈发展,高压脊直指北极圈。同时,墨西哥低槽维持。“一高一低”架起了一座连接北极圈和美国南部的桥梁,冷空气就非常顺利地从北极圈南下至得克萨斯州,在遇到来自海洋的强盛暖湿气流后,便产生了大范围的雨雪冰冻天气。

  在全球变暖的形势下,北极涡旋等系统不稳定导致的极端天气气候事件发生频率变得更高,过去几年中美国也出现过几次类似情况。今年1月,包括中国、俄罗斯在内的欧亚部分地区也出现过强寒潮天气。此外,2月中旬,俄罗斯和欧洲北部地区也遭遇了极寒天气;南欧和地中海地区发生了大型暴风雪;希腊在2月15日至16日期间遭遇罕见大雪天气,造成雅典市及北郊地区大约7万多户家庭和企业出现断电情况。与北美和欧洲形成对比的是,地球上的其他地方都异常偏暖。例如,中国大部和中欧的许多地区2月都处于异常偏暖状态。总的来说,由于气候变化,寒潮变得越来越不频繁,新的创低温纪录也在减少,但低温和雨雪天气将继续是北半球冬季典型天气模式的一部分。

  政府间气候变化专门委员会(IPCC)在其第五次评估报告中表示,几乎可以肯定的是,随着全球平均气温的上升,在日尺度和季节尺度上,大多数陆地地区的极端高温事件将变得更加频繁,极端低温事件将变得更少。热浪很可能会以更高的频率和持续时间出现,但偶尔发生的极端寒冷冬天还会继续发生。(作者:李慧)

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  受极地寒流影响,美国得克萨斯州部分地区2月14日夜间开始遭遇冬季风暴,造成大面积的冰冻、断水和停电,甚至一度出现全州 40% 电力供应中断的情况。当地时间2月20日,美国白宫发布声明,美国总统拜登已批准得州进入“重大灾难状态”。

  作为美国能源最丰富的州之一,得州为何会陷入这样的危机?背后的原因令人深思。

  据得州的电网运营商——电力可靠性委员会(ERCOT)数据显示,2020年,得州40%的电力来自天然气,其次是风力发电(23%),煤炭(18%)和核能(11%)紧随其后,太阳能占2%。本次大停电的主要原因是低温造成天然气供应管道封冻,导致天然气发电产能受损。同时,严寒天气也导致风能发电机无法运转。此外,有专家认为,得州独立于全美各州的电网以及缺乏能源市场监管也是造成此次停电的原因之一。

  在反思电力能源结构的同时,或许此次事件带给我们更为重要的启示是,我们需要为应对气候变化背景下的极端天气风险做好准备。

  研究机构气候中心(Climate Central)对美国停电数据的分析显示,自2000年以来,极端天气事件导致的美国重大停电事故增加了67%,而气候变化被广泛认为是极端天气变得更加频繁的原因,也是拜登政府列出的美国“四大危机”之一。

  在全球转向清洁能源的大背景下,这次事件也说明,设计电网时要充分考虑天气和气候对可再生能源的影响,确保即便在最极端的天气下,电网仍可以正常输电。与传统的火力、天然气以及核能发电机不同,风力机组和太阳能电池板受天气影响非常大,这对电网来说是个时时刻刻都在波动的变量。

  按照带领美国转型可再生能源的规划,拜登政府将对美国电网进行“历史性投资”,其中包括改善电力传输和储存系统,使其在气候变化引发的极端天气中更具弹性。如何在能源转型的同时保证电力供应在极端条件下的稳定性,对各国来说都是一项严峻的挑战。(本报记者吴鹏综合《纽约时报》《环球科学》和新华社消息报道)

(责任编辑:颜昕)



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