奇怪的冬季天气让科学家们把目光投向北极

去年 10 月，美国国家海洋和大气管理局的专家预测美国今年冬天气候相当温和。尽管他们谨慎地对冲风险（“地图只显示了最可能的结果，”NOAA 警告说，“但这不是唯一可能的结果”），但模型显示，弱拉尼娜现象将给西北部带来略低于平均水平的气温，而南部和东部的气温将略高于平均水平。

但任何有电视或窗户的人都知道，今年冬天似乎情况大不相同。美国东北部接连遭遇三场暴风雨。新年伊始，一场所谓的“炸弹气旋”袭来，仅一天，佛罗里达的气温就比阿拉斯加低。这种怪异的天气并不局限于东海岸。西雅图和太平洋西北地区的其他社区在 11 月、12 月和 2 月都出现了不同寻常的降雪。上个月，欧洲的气温比北极还低，罗马的居民可以尽情地扔雪球了。

气象学家对每场风暴都进行了可靠的分析，但科学家们仍在试图确定究竟有哪些更大的力量在起作用。麻省理工学院的气候学家 Judah Cohen 在周二发表于《自然通讯》杂志的一篇论文中向所有人传达了一个有争议的信息：这是北极，笨蛋。

通过评估两个指数——极冠位势高度异常指数和极冠气温异常指数——并将它们与冬季累积严重程度指数测量的实际天气进行比较，科恩的团队能够证明，美国的严酷冬季天气通常与北极的（相对）高温有关。“如果北极寒冷，美国东部的冬季就不会那么寒冷，”他说。“当北极温暖时，情况正好相反。北极变暖会导致美国东部气温下降，降雪量增加。”

地球变暖会导致冬季极端天气增多，这一观点似乎有悖常理。（在这篇论文中，科恩和他的合著者自己也承认了这一点，称这一现象“令人惊讶”。）但科恩表示，“这不是某种随机混乱的现象。这是有物理、机械原因的。”具体来说，就是所谓的北极放大现象。

你可能已经听说，全球平均气温正在快速上升。2016 年，地球陆地和水面的平均表面温度达到 68.96 华氏度，比 20 世纪的全球平均温度高出 1.69 华氏度。但在北极，气温上升得更快。当北极海冰融化时（地球变暖时不可避免地会发生这种情况），明亮、凉爽、反射阳光的表面也会随之消失。取而代之的是一片黑暗、吸热的海洋。从本质上讲，北极损失的更多，所以它失去寒冷的速度更快。这就是为什么今年冬天北极的温度比正常水平高出约 14 华氏度。

与拉斯维加斯不同，北极发生的事情绝对不会只发生在北极。科恩的最新研究表明，当气压变化将冷空气推离极地时，美国东部出现极端天气的可能性就会增加。虽然相关性肯定不等于因果关系，但科恩仍然有足够的勇气写道：“这一发现表明，北极的变化对冬季极端天气事件的影响比[厄尔尼诺-南方涛动]的变化更大。”

乍一看，这种说法没什么大不了的。对大多数人来说，多了解一点天气及其影响因素就很满足了。但对科恩来说，证明北极变暖和北美天气之间的这种关系让人感觉像是在颠覆传统。多年来，他一直在与过度依赖厄尔尼诺-南方涛动模型（也称为 ENSO）作斗争。ENSO 于 1897 年首次观测到，它描述的是一种太平洋上空的风和海面温度变化影响热带和亚热带气候的现象。当海水温度变暖时，其影响被称为厄尔尼诺现象；当海洋温度下降时，我们就会经历拉尼娜现象。

在过去一个世纪左右的时间里，ENSO 对我们在这个世界上看到的大多数天气现象都是一种相当准确（且易于应用）的解释。但是，科恩说，无论有些人多么希望它能解释一切，它都无法解释一切。“我总是，如果我能找到一种方法，[试图] 坚持使用 ENSO，”他说。“当我进入这个领域时，一切都与 ENSO 有关。从某种程度上来说，现在仍然如此。它是人们唯一关注的事情。我确实认为 ENSO 很重要，但它被过分强调了。”

然而，科恩的许多同行气候学家仍持怀疑态度。与大多数基于观察的研究一样，科恩的论文远非无懈可击。它显示了北极变异与东北部极端天气之间的某种关系，但专家们对这种关系是否足够强烈到值得考虑存在分歧。更重要的是，由于像这样的观察性研究很少能深入了解特定天气事件的“原因”，一些研究人员认为，美国实际上可能影响了北极，而不是相反。还有一些专家认为，这场争论基本上是无关紧要的，因为尽管偶尔会出现极地寒流，但东北部随着时间的推移仍在稳步变暖。

但有一件事是肯定的：北极正受到比以往任何时候都多的关注。“二十年前，没有人关注北极，看看它会如何影响我们的天气，”科恩说。“我们过去常说，‘哦，我们不需要关注北极，那里太冷了。’”但像 2017-2018 年冬季这样的极端天气事件改变了这种状况。“仅仅使用厄尔尼诺-南方涛动 (ENSO)，我们无法理解 [这个冬天]，”科恩说。“通常，[厄尔尼诺-南方涛动] 整个冬季都会停留在同一阶段。与此同时，极地涡旋正在经历非常剧烈的变化。”随着极端天气持续快速发展，我们可能会看到更多的风暴——无论是在我们的气候中还是在我们的气候研究实验室中。