近期，南北極部分地區突發顯著升溫。
在南極，東南極洲威爾克斯地一側出現異常增暖。康科迪亞站在3月18日錄得-11.5℃的最高氣溫（整點最高為-12.2℃），重新整理該科考站3月最高紀錄，比當地3月每日平均最高氣溫高出35℃以上。
而在3月14-16日，北極點附近也錄得了接近0℃的異常偏高溫度。
這次極端高溫是怎麼形成的？它究竟代表着天氣氣候怎樣的異常？
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這次事件直接原因，是持續數日的短期極端天氣系統過程；
南北極的升溫分别是兩個獨立天氣系統所緻，隻是時間上巧合；
不是持續許久、覆寫全極地的異常，更不是一個永久改變極地氣候、持續如此的開端；
在氣候變化形勢愈發嚴峻的未來，這樣的極端事件會更頻繁且強度更強。
“南北兩極同現異常高溫”
“南北兩極同現異常高溫”，具體範圍有多大呢？
從3月中旬氣溫分析實錄看，南極增溫的區域主要在東南極洲東部威爾克斯地、維多利亞地等地，占據了南極洲約1/5的面積，而北極地區則是北極點附近的北冰洋洋盆區、格陵蘭島大部和巴倫支海-新地島一側。
可以看到這兩地的增溫影響很大，但也不是整個極地區域。
2022年3月18日南極地區溫度偏離1979-2000年同期平均的距平（機關：℃）| climatereanalyzer.org
2022年3月15日北極地區溫度偏離1979-2000年同期平均的距平（機關：℃）| climatereanalyzer.org
“異常高溫”是指氣溫比當地多年平均同期顯著偏高。
比如這次南極極端高溫過程裡，康科迪亞站最高氣溫錄得-11.5℃，遠超出當地3月平均最高溫度（-48.7℃），也重新整理了當地3月高溫極值紀錄。
而北極點附近北冰洋沒有固定測站，但根據衛星反演等資料推斷，3月16日北極點溫度也一度接近0℃，高出了同期平均約30℃。
康科迪亞站3月16日到18日的氣溫紀錄（第三列即為氣溫，機關℃）
而“同現”隻能說是個巧合，因為時間上實際差了3-5天，而且分别是兩極互相獨立的、不同的天氣系統所緻，并非有關聯。
此外，這些異常高溫并不是持續存在，更不是徹底大幅改變了氣候狀态，而隻是短期過程。事實上在本月初，南極大部仍然是偏冷狀态；而最近幾日，康科迪亞站和北極點都已經明顯降溫，甚至已接近恢複到曆史同期水準。
2022年3月1日南極地區溫度偏離1979-2000年同期平均的距平（機關：℃），顯示出總體偏低0.6℃ | climatereanalyzer.org
綜上分析，此次南北極的升溫事件，異常幅度極大，持續時間隻有數日，影響範圍大約是數百萬平方千米——符合這些條件的，正是極端天氣系統。
天各一方：天涯兩極共旋舞
造成南北極異常高溫的極端天氣系統，恰好是兩個“相反”的系統。
影響南極的是一個強烈暖性反氣旋（阻塞高壓），影響北極的是一個強烈的氣旋（低壓）。
有趣的是，由于兩個半球科氏力（地轉偏向力）相反，這兩個系統反而都是逆時針旋轉。
冰穹燠暖：南極暖高壓的記錄
從2022年3月18日的500hPa對流層中層（約5200-5600米高度）的天氣圖可以看到，造成東南極洲衆多地區極端偏暖的天氣系統是一個強烈暖高壓——它中心的氣壓明顯偏高，且伴随有顯著的暖氣團中心，這類孤立深入高緯度地區的暖高壓也被稱作阻塞高壓。
在它的控制下，南極内陸冰穹出現了異常的晴朗溫暖天氣；同時阻塞高壓西側的強烈偏北風将中低緯度的暖氣團潑灑向冰原，也促進了這一急劇的升溫（與濕度的升高）。
3月18日南極地區對流層低層（850hPa）溫度異常與對流層中層（500hPa）高度場異常分析，兩張圖的橙色圈均圈出了造成本次極端偏暖的阻塞高壓。
這種極端阻塞高壓是如何形成的呢？
阻塞高壓本質上是中高緯度西風帶裡的一種波動。在北半球，這樣的天氣系統并不少見——它可以通過海陸熱力差異和陸地地形作用激發形成。但南半球中緯度絕大部分區域被海洋占據，穩定的熱力差異和地形作用很難存在。
是以，南半球出現阻塞高壓，必須要有極強的短期瞬變擾動異常，作為熱力與動力源來激發才行。
通過波作用通量，可以追溯西風帶的波動。從下圖可以看出，這個阻塞高壓是由中緯度南印度洋的擾動向東南方傳播發展而來；而這個擾動曾路過莫三鼻克海峽南側附近，當地顯著的對流活動釋放的水汽凝結熱量（潛熱）更是為擾動發展提供了重要熱源。
3月15日全球向外輻射長波異常（填色，反應對流活動異常）和200hPa波作用通量（彩色箭頭）分析圖。可以看到，從莫三鼻克海峽對流活躍區（紅色）激發的波列（黑色箭頭）向東南傳播到了東南極洲，形成本次的阻塞高壓（橙色） | 日本氣象廳
由于這類瞬變擾動持續時間很短，很容易被随後發展的擾動更替，這個阻塞高壓也在3月20日起逐漸減弱，飄散在沉睡了千萬年的冰原，南極各地的氣溫也随即下降。
但它或許在無瑕冰原即将沉入長夜之際，喚醒了曾經的夏日光華，也警醒着我們極端天氣事件已愈發頻繁。
黎明長嘯—北極氣旋的漫卷
和南極直接的暖高壓控制不同，北極這次異常升溫靠的是一次強氣旋的呼嘯。
随着它深入極地，氣旋東南側和潤遼闊的東南風也磅礴北上，為這片即将從極夜蘇醒的海洋送來最早的春暖。
為什麼這次氣旋能如此強盛且深入極地？
追溯這個氣旋的發展史，可以看到它其實出自北美東海岸一個快速發展的鋒區。冷暖交織間的斜壓能，以及海洋裡灣流提供的巨大熱量，讓這個氣旋急劇發展，中心氣壓一度下降到930hPa——這在中高緯度鋒面氣旋裡算是極強了。
中原標準時間3月14日早晨的北大西洋地面天氣圖，可以看到圖檔上側、位于格陵蘭島西南方的本次主角，此時它的中心最低氣壓下降至930hPa | 美國海洋與大氣管理局（NOAA）
而它的特殊路徑也和周邊的喧嚣相關——在它的西北側，也就是加拿大北極群島也有氣旋活動。在氣旋間的互旋效應下，它一路向東北方向遠征，成為北冥破曉之際的“春風”。
北美地區3月15日地面天氣圖，可以看到上方的三個氣旋一字排開，最右側即本次造成北極短期強烈升溫的強氣旋。
這次氣旋的急劇發展在歐亞大陸也有了回聲——它激發的波列讓西伯利亞冷空氣重新活躍。先前數日北京曾盛放片刻的春雪，便飛舞着天涯之外的長風回音。
無聲變遷：氣候變化也有作用
本次極地極端偏暖事件，并不是長期持續的氣候狀态，更不是徹底的新氣候狀态建立。但是，19世紀後半葉以來、人類活動為主導的氣候變化，也是站在這次異常溫暖背後的魅影。
在過去一百多年裡，全球表面平均氣溫出現了顯著升高的趨勢。而不同區域溫度升高幅度明顯不同，其中最劇烈的正是北極圈以内地區，以及南極沿海部分區域（如南極半島），高出了全球平均3-5倍甚至更多。
這一如同被放大鏡聚焦的現象稱作“極地放大效應”，也讓南北極成為面臨氣候變化挑戰的最前沿與最脆弱地區。
1880-2020年間，地球表面氣溫在不同緯度（縱坐标）和年代（橫坐标）的距平（基準值為1951-1980年平均） | NASA
關于極地放大效應的成因，解釋衆多，而目前最為廣泛認可的，是顯著的反照率回報主導所緻。
在氣溫升高的情況下，極地海冰和陸地冰川積雪融化加劇，而裸露出的海表或陸地表面較冰雪偏暗，反射太陽光的能力（反照率）下降，進而吸收更多太陽輻射并促進氣溫進一步升高，造成惡性循環式的正回報。
此外，北極增溫還會影響到雲和氣溶膠的量，也會進一步影響到北極氣溫。
關于北極放大效應的實體機制解釋 | EOS
而氣候變化不僅僅是平均狀态的改變，還代表着更極端天氣事件頻率的顯著升高。
前面提及的西風急流，正是由極地和中低緯度間的冷暖差異所驅動。但由于氣候變化和極地放大效應，這一差異有所縮小，西風急流的“天塹”有所松動，導緻極地和外界的南北向熱量交換更容易發生，也會促進極地更頻繁地出現更極端的增暖事件。
在平均态（左側），和北極增暖、極地渦旋減弱的狀态下（右側），西風急流的不同表現，可以看到北極進一步增暖會導緻西風減弱和南北側冷暖氣團更顯著的交換，造成極端冷暖事件增多 | NOAA
“南北兩極同現異常高溫”，正是一個令人不安的縮影。而這些事件也會有不絕的回音——或許是短期極端過程通過遙相關造成另一片天涯的極端天氣，或許是極地氣候變化進一步造成全球的氣候影響。
研究南極冰芯和氣候的Peter Neff擔憂，如果這樣的異常增溫事件發生在南極的仲夏季節，有可能發生幾天之内融化南極冰川的大事件，或許會對全球帶來長達數十年甚至好幾個世紀的影響。
這樣的“黑天鵝事件”，之前認為不可能發生，但現在看來，或許不得不認真考慮一下了。
作者：風雲夢遠
編輯：Steed
一個AI
這幾年的“黑天鵝”，好像有點多啊……
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