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本文来自微信公众号：地球知识局 （ID：diqiuzhishiju），作者：小哲，编辑：板栗，校稿：朝乾，头图来自：视觉中国
12月22日，冬至，北半球一年中白天最短的一天，年中最冷时节的关口，千里冰封，万物蛰伏，由此开始“数九”计算寒天，静待春天的来临。
就在华夏南北忙着吃热气腾腾的饺子和汤圆之时，强冷空气的南下给我国中东部地区带来大风降温及降雪等天气，北京这天最高温度只有-2℃，东北地区、山东半岛等多地的局地最大新增积雪深度甚至超过10厘米。
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就问北京什么时候可以下雪（图：中央气象台）
而在大洋彼岸，美国人民正在准备度过美好的圣诞假期，据美国汽车协会（AAA）预计，从12月23日到1月2日，在“洋春运”中将有1.127亿人次前往离家80公里以外的地方，这比去年增加了 360 万人，接近新冠疫情前的数字。
而与此同时，一场强大的超级寒潮也悄然而至——
一、凛冬将至
随着格陵兰异常的阻塞高压在北极高空发展，环绕极地周边的西风带扰动加强，迫使极涡南下，在高空气流的引导下，地面的北极冷高压迅速向南俯冲。
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（2022年12月22日 500hPa 图：中央气象台）
之前在我局《美国气象灾害》视频中曾提到，从加拿大地盾到中央大平原一马平川的地形，使得美国在直面北极冷空气时没有一点点防备。
史上最具破坏性的一次极涡南下造成的超级寒潮，发生在2021年2月，当时北极冷空气甚至一路深入得克萨斯州，气温比往年低22℃，造成至少250人死亡，并对该州的电力基础设施造成严重的破坏。
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风暴过后，从太空中望去，夜晚的城市多了一块块“黑斑”（德克萨斯州休斯顿的卫星图像 图：wiki）
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美国东部上空的大型冬季风暴（2021年2月16日卫星图 图：NASA）
而本月22日，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）预测，随着冷高压前端的冷锋将于12月22日至26日自西向东横扫美国，带来严酷的暴风雪和断崖式的降温天气。
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极地涡旋迅速南下席卷北美（12月23日至25日平均气温预测）
预计从美国西北部到东部三分之二地区的平均气温将比正常水平低6~20℃。美国大约80%的地区最低温度将降至冰点以下，覆盖人口达3亿，意味着美国大部分地区将经历40年来最冷的圣诞假期。
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美国大半地区都处于冻得发紫的状态（图：NOAA）
早在当地时间12月21日下午1：05到1：35，随着北极冷空气降临大平原，怀俄明州首府夏延市的气温半小时内暴跌22℃，破纪录的从6℃降至-16℃。
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夏延市12月21日12：50到1：40温度变化
丹佛市从21日的最高气温8℃骤降至22日凌晨的-24℃，-15℃的日平均温度使得这一天成为该市32年来最冷的一天。强降温伴随着大风和降雪过程，使得22日~23日的降雪比历史平均水平高41%。
而22日蒙大拿州多地气温大多在-32~-49℃，位于约翰·史蒂文斯峡谷的海拔2100多米的气象站甚至记录到了-56℃的极端低温。
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不用到北极也能体会到来自极地的极致寒冷（12月22日 蒙大拿州各地气温 图: twitter）
在堪萨斯州中北部，由于暴风雪导致能见度几乎为零，仅22日就有3人因车祸丧生。
此后，严寒的天气向南一直推进到墨西哥湾沿，从北边界到南边界，从西海岸到东海岸，美国总共有超过2亿人处于冬季警报和风寒警报下，在极端的寒风中甚至几分钟之内就会致人冻伤。
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落基山脉以东的每个州基本都处于不同的冬季灾害警报下（12月23日的NWS 监视、警告、咨询地图 图: NOAA）
12月22日，纽约州州长宣布全州进入紧急状态。
12月23日早晨，北极冷空气抵达美国东海岸。
12月24日的美国东海岸，华盛顿特区迎来仅次于1989年第二冷的平安夜。而纽约则经历着自1906年以来最冷的平安夜。芝加哥预计气温将回升至零以上，但仍将经历自1983年以来最冷的平安夜。
据美国国家气象局称，亚特兰大、费城、匹兹堡和佛罗里达都将在12月24日迎来有史以来最冷的极端低温。
本次极涡南下，还催生出了王炸级别的气象灾害——爆发性气旋。
二、狂轰滥炸
爆发性气旋是指在短时间内迅速加强的气旋系统， 一般多发生于中纬度温暖的洋面及其周边上空。太平洋和大西洋的西北部海域正是爆发性气旋的频繁发生地，这里的黑潮和墨西哥湾流为爆发性气旋的发生起到了很强的推动作用。
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黑潮对爆发性气旋和大气环流的影响（图：jamstec.go.jp）
由于爆发性气旋常伴随大风、暴雨（或暴雪）等恶劣天气现象， 严重威胁人们的生命财产安全， 因此气象学家也会将起形象地称之为“气象炸弹 （meteorological bomb）”，用来定义中心气压在 24 小时内下降至少24百帕的气旋。
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（2018年1月4日 北美气象炸弹 图：NOAA）
据统计，爆发性气旋主要在冷季发生，冷季爆发性气旋发生频率远大于暖季。
随着极涡南下，高层的西风带上的大槽向南延伸发展，而槽前的上升运动随之加强。而在低层大气，随着寒冷干燥的空气迅速从北极南下，而温暖潮湿的空气从大西洋上吹来，冷暖空气交汇，暖空气迅速上升，水汽凝结形成云，释放出的热量将继续降低气压，增强上升运动。
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气象炸弹形成过程
在高低层大气的配置下，大气的上升运动将迅速加强，低压将沿着北极冷锋面迅速加强，在地转偏向力的作用下，将会使得气旋爆发式地发展，形成炸弹般的极端天气。
这样形成的气旋将与南下的冷高压之间形成巨大的气压差，将极大地增强风速，而强烈的上升运动又往往意味着强降水天气。
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气象炸弹与北极冷高压（图：NOAA）
22~23日随着气象炸弹“埃利奥特”的初步生成，其中心气压24小时内下降35百帕，远超下降24百帕的阈值，实际气压与2级飓风相当，并在此后向东北方向移动，给五大湖区和美国东北部带来了更加猛烈的暴风雪天气。
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12月22日密歇根州和北印第安纳州的部分地区的暴雪警告（图：twitter）
在纽约的布法罗地区，阵风超过26米每秒，大风和强降雪使得23日~24日的能见度接近于零，有些地方积雪超过60厘米。
恶劣的天气使得几百人可能被困在车内，但纽约州州长表示，布法罗市几乎每辆消防车都被困在超大雪堆中，难以展开救援。为此，纽约州西部的伊利县、杰纳西县、尼亚加拉县和奥尔良县都实施了驾驶禁令。
美国国家气象局25日称，除西南部加利福尼亚州等少数地区外，绝大多数地区气温下降至低于往年平均水平，甚至包括南部素来温暖的得克萨斯州、佐治亚州和佛罗里达州。以热带气候而闻名的迈阿密，气温居然比高纬度的伦敦还低2度。
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在北美遭遇极寒天气的同时，欧洲却比往年要热不少，大西洋两岸形成了冰火两重天的局面（2022年12月25日 地表温度）
三、一片狼藉
原本在新冠疫情后重新燃起的圣诞假期旅行热潮，也因为这场超级寒潮而一塌糊涂——
根据航班追踪机构FlightAware的数据，12月23日美国有5300多个航班被取消，远远超过前一天的近2700次航班总数。
此后，24日平安夜又取消了3400多个航班，25日圣诞节又又取消了 2800 多个航班。
22日至25日，全美逾万个航班被迫取消或延误，西南航空、美国航空、美联航和达美航空等美国主要航空公司被迫发布了全美各地“旅行豁免”，免除了旅客受恶劣天气影响造成的航班改签费。
而道路结冰、暴风雪导致能见度几乎为零的情况，使得公路交通也极为困难，许多人甚至困在道路上等待营救。
本次超级寒潮除了影响“洋春运”，美国的电网也遭遇着前所未有的考验：
根据PowerOutage.us 的数据，截至美国东部时间24日晚9点45分，美国有31.5782万户家庭和企业断电，在持续的低温下，许多人却没有办法得到供暖或热水。
由于电网过载，美国东部至少13个州的电网运营商要求客户从24日到25日节约用电，并警告说，如果压力过大，可能采取轮流停电。
为美国东部14州、约6500万人提供服务的电力公司PJM Interconnection建议人们将恒温设备的温度调低，并推迟使用炉灶和洗碗机等主要电器。
在田纳西州，由于发电厂在寒冷的天气中难以运营，更是间歇性地中断用户供电几个小时。
美国国家橄榄球联盟（NFL）也将开赛时间推迟了一个小时，并表示已经尝试尽可能减少体育场周围非必要电力的各种可能性。
这次超级寒潮给美国带来了巨大的损失，截至12月26日，至少有50人在这场“史诗级暴风雪”中遇难，其中27人、一半以上的死亡发生在纽约西部。
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这一数字还在上升中（图：cbc.ca）
回顾这几天，北半球的中国、欧洲、西伯利亚、美国都先后遭遇到了大规模的寒潮天气，而夏季环绕北半球的极端高温依旧历历在目。北半球同此凉热，很有可能正是“三重拉尼娜”带来的气候异常的结果。
在未来几天内，随着极涡东移，美国的天气将在 2023 年元旦前的最后几天转变为更高的温度，12月30日的气温比29日高22~28℃，转为比往年偏暖的状态。
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极寒与极暖无缝切换
而从 NOAA 最新发布的美国2023年1月至3月的官方气温预报来看，明年美国南部偏暖的可能性更高。
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这次寒潮可能只是全球变暖过程中的一个小插曲。（美国1月到3月的季节气温预测 图：NOAA）
根据预测，ENSO冷位相的拉尼娜现象将在这个冬季迅速减弱，而进入到2023 年，发生暖位相（厄尔尼诺）的可能性增加。未来的气候状态，我们还需持续关注。
参考资料：
[1] 孙雅文，傅刚，张树钦.北大西洋爆发性气旋的统计特征[J].气象学报，2018，76(02):169-181.
[2] 傅刚，陈莅佳，李鹏远，庞华基，张树钦.爆发性气旋的前世今生[J].气象，2021，47(03):261-273.
[3] The winter storm outlook in 6 maps， from arctic blasts to bomb cyclones - The Washington Post
[4] Prolonged winter storm causes at least 37 deaths and leaves thousands without power | CNN
[5] Bomb cyclone blizzard to unleash Arctic blast， freezing temperatures - The Washington Post
[6] Wind Chill Safety (weather.gov)
[7] The winter storm outlook in 6 maps， from arctic blasts to bomb cyclones - The Washington Post
[8] A Significant Warm Relief is Forecast after Christmas. From Historic Arctic Blast to Extreme Warmth as U.S. and Canada head into New Year 2023 (severe-weather.eu)
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