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最新的 2024/2025 年冬季预测数据趋势，每次更新的预报结果都偏向更暖。然而，开始看到全球天气系统中的迹象，表明下一季的情况可能会呈现出不同的天气状况。3 个迹象，表明 2024/2025 年冬季可能会比预期更加寒冷。已经可以看到一些大尺度全球因素的发展趋势。通过查看过去的数据，知道它们如何随季节发生变化，以及它们在以往如何影响冬季天气。这里主要关注北大西洋冬季气压形态，它决定了从美国中部/东部到欧洲的天气状况。首先，您将看到这一气压形态的特点及其对冬季天气的影响，然后讨论三个可能改变其发展趋势的因素，这些因素可能会影响 2024/2025 年冬季的气候表现。 北大西洋冬季天气模式
天气模式通常可以按区域划分。冬季最具“影响力”的天气模式通常是北大西洋涛动（简称 NAO）。它涵盖并改变了从美国、加拿大到欧洲的天气模式。通常每年冬天都会听到很多关于这些“涛动”的消息。但它们究竟是什么？为什么如此重要？“涛动”这一术语通常表示某种事物来回、上下波动。在天气中，这种“波动”通常体现在某个具体的天气参数的上升或下降。它可以是气压、气温、风向等的升降。NAO 描述的是北大西洋气压的升降，更具体地说是格陵兰/冰岛地区与北大西洋中部/亚速尔群岛之间的气压。下图中可以看到 NAO 正相的完美示例。北格陵兰岛上空存在低气压区，而从美国到欧洲的下方区域则为高压区。在冬季，这种模式会给美国东部和欧洲大部分地区带来更温暖的气温和较少的降雪。相反，NAO 负相模式表现为高纬度阻塞，即格陵兰岛上空出现高压异常，而美国到欧洲之间则为低气压区。下图显示了这种模式的一个例子。北部的高压异常导致气流严重紊乱，将极地急流进一步推向南方。这使得较冷的空气更容易释放到美国中部和东部以及欧洲。下图显示了 NAO 负相模式下典型的气温分布。由于高压阻塞了北部区域，气流被扰乱，并释放出更冷的空气到美国和欧洲。因此，如果您希望美国中部/东部和欧洲出现更多的寒冷天气和降雪，那么您可能希望在预报中看到 NAO 负相模式。下图来自 Climate，比较了两个不同 NAO 相位的温度异常。这两个例子都是过去冬季的实际温度异常。可以看到 NAO 相位对美国、加拿大和欧洲大部分地区的影响差异非常大。然而，谈到预测，几天前最新的 ECMWF 预测显示，2024/2025 年冬季可能出现强烈的 NAO 正相模式。可以看到格陵兰岛上空的低压异常，以及美国、大西洋和欧洲上空的高压。同一模型的温度预测也显示出典型的 NAO 正相模式：美国和欧洲大部分地区的冬季气温将高于正常水平。这是因为 NAO 正相有助于将较冷的空气锁定在北部地区。那么，如果这些预测显示当地将迎来一个异常温暖的冬天，那么一切就确定了吗？并非如此，尤其是在 9 月份，距离气象冬季开始还有三个月的时间。长期天气预测每年都在改进，仍然不是完全准确的。由于全球天气运行遵循一定的物理规则，可以回顾往年和往季的数据，并寻找与当前年份/季节整体相似的全球特征。目前正在监测三个天气因素，这些因素与主流预测相反，实际上显示出 2024/2025 年冬季可能出现 NAO 负相模式的信号。 拉尼娜冬季
第一个因素是厄尔尼诺-南方涛动 (ENSO)。ENSO 是赤道太平洋的一个区域（海域），温度在暖相和冷相之间交替变化。通常每 1-3 年左右就会发生一次相位变化。目前，观察到 ENSO 的冷相出现，即拉尼娜现象。下图是最新海洋异常分析，它显示 ENSO 中部和东部地区的海表温度低于正常水平。ENSO 相位对热带降雨、气压模式以及海洋与大气之间的复杂动态有显著影响。下图展示了目前正在发展的冷相的环流模式。ENSO 改变了环流，显著影响热带降雨和气压模式，并改变大气-海洋反馈系统。这一反馈系统将 ENSO 的影响传播到全球，尤其是冬季的气温和降雪模式。下面是 ECMWF 预测图，显示了 ENSO 中部区域的长期展望。预计一个弱拉尼娜现象发展并持续整个秋季和冬季。预计在明年初，拉尼娜现象减弱，并转为中性相位。拉尼娜现象并非新鲜事，实际上过去的 4 年中我们经历了 3 个拉尼娜冬季。那么，拉尼娜现象作为潜在冷空气因素有何特别之处？原因在于其发生的位置。拉尼娜现象既可以发生在东太平洋，也可以发生在中太平洋，这赋予了它截然不同的特点。 双重天气特征
如上所述，拉尼娜现象可能出现在东太平洋或中太平洋。不同的因素决定了这种现象的发生位置，因此它对冬季天气的预期影响也有所不同。下图显示了两种不同类型的拉尼娜现象。（a)图是东太平洋拉尼娜现象，即东部型（EP）拉尼娜现象；(b)是中太平洋拉尼娜现象，即中部型（CP）拉尼娜现象。下图图来自Zhang, W.、Wang, L.、Xiang, B. 等人的研究。论文来自: Zhang, W., Wang, L., Xiang, B.等。两种类型的拉尼娜现象对北半球冬季 NAO 的影响。Clim Dyn 44，1351–1366（2015 年）。https://doi.org/10.1007/s00382-014-2155-z观察实际海洋预测，可以看到非常明显的东太平洋 (EP) 拉尼娜现象正在形成。它的位置可能比上例图中的位置更偏东。有趣的是，这个预测来自于之前展示的同一个模型，该模型预测了强 NAO 正相和温暖的冬季。但让我们更进一步探讨。下图显示了一项研究的图表，该研究直接比较了不同类型的拉尼娜现象之间的差异。它显示了两种类型从 11 月到 5 月的 NAO 相位。可以看到，东太平洋 (EP) 拉尼娜现象有明显的负 NAO 信号，尤其是在 1 月和 2 月。正如我们已经知道，NAO 负相意味着格陵兰岛上空会出现高压系统，以及对急流的干扰。这可能导致美国中部/东部和欧洲的冬季气温可能比正常情况更冷。下图显示了两种类型的拉尼娜现象之间的急流差异。 (a)图是东部型（EP）拉尼娜现象中的急流，(b)图是中部型（CP）拉尼娜现象。可以看到一幅截然不同的画面，东部型拉尼娜现象中的急流由于格陵兰岛的高压和 NAO 负相位严重变形。在东部型（EP）拉尼娜现象中，急流被更多地偏向南方，这导致低压异常增多，并为冷空气进入美国和欧洲开辟了通道。接下来的因素也与海洋有关，且与 NAO 区域非常接近。它是大西洋径向模式 (AMM)。 温暖的大西洋，寒冷的冬季？
人们会认为，如果太平洋的海洋异常具有如此重要的作用，那么大西洋的异常也同样重要。这是事实，但它们通常具有不同的作用和机制。这一节观察的区域是北大西洋，更具体地说是大西洋经向模态（Atlantic Meridional Mode，简称 AMM）。描述北大西洋区域海表温度（SST）异常变化的气候现象。它本质上是北大西洋的一片区域，同样具有暖相和冷相。下图显示了典型的正 AMM 模式，北大西洋存在暖洋异常。有趣的是，结合上文热带太平洋的冷信号（一个弱的拉尼娜现象）。这可能不是巧合，因为这些现象和异常，往往由相同的背景过程共同驱动。下图是来自 ECMWF 的海洋预测图，展示了同一地区的温暖异常预测，当然也包括拉尼娜。这与正相 AMM 模式一致，正如上图所示。回顾下方 AMM 正相的历史数据，可以看到一个已知的压力模式。这是一个 NAO 负相，格陵兰/冰岛上方的高压阻塞，美国和欧洲上方则表现为低压趋势。这是另一个支持 NAO 负相的迹象，尽管预测冬季将变得更温暖。然而，第三个表明预测可能不准确的迹象不是海洋，而是大气。它与之前提到的两个因素相辅相成。 大气风相位
就像海洋中一样，再次看到一个区域在正相和负相之间交替。但现在要处理的不是温度，而是风的方向。这被称为准两年振荡（Quasi-Biennial Oscillation，简称 QBO）。QBO 是赤道平流层高空风的规律变化，风向在纬向风的东风（从东向西吹）和西风（从西向东吹）之间交替出现。平流层的强风以赤道为中心绕地球呈带状运行。每约 17 个月，这些风会完全改变方向。下图显示了过去 40 年赤道平流层的西风异常。负值表示东风，正值表示西风。这张图完美展示了这种风的周期性变化，就像大气的“心跳”一样规律。仔细观察过去 3 年，可以看到每个相位是如何随时间下降的。2021/22 年出现了负相（东风）相位，2022/23 年是西风相位。去年冬天，紧随其后的是另一个 QBO 负相位。目前，一个新的西风相位正在从高空下降。下图来自 NASA。来自新加坡的无线电探空数据分析还显示了热带上空的风向。它表明平流层 10-70 mb 高度的西风正在增强，证实了西部 QBO 相位正在活跃。这一相位正处于早期阶段，随着进一步下降过程中持续增强。QBO 对冬季天气的影响有多个原因和方式。其中一个非常重要的因素当然是极地涡旋。下图显示了 12 月至 1 月冬季期间 QBO 与极地涡旋之间的联系。这可能看起来很复杂，但其实并不难。主要结论是 QBO 与大气运动有深刻联系，并有助于整体热带强迫现象的形成，包括拉尼娜现象。此外，QBO 还通过调节大气环流，影响了海洋和极地涡旋之间的相互作用。这就是为什么一个 QBO 相位并不意味着固定的天气状况，因为在拉尼娜或厄尔尼诺现象期间，西风 QBO 响应可能会有所不同。因此，必须从整体上看待全球天气系统。下图分析展示了拉尼娜年份冬季气压模式，QBO 从东风相位转变为西风相位，正如今年的情况一样。再次看到非常清晰的 NAO 负相模式，格陵兰岛上方为高压区，北美和欧洲上方为低压区。可以注意到，许多“更早”冬季数据混合在这个分析中，影响了下方的温度分析。总体看来，美国、加拿大和欧洲出现了较冷的异常现象。但许多这些冬季数据是几十年前的，由于那时的平均气温较低，与现代标准相比，自然会显得更冷。尽管如此，这些异常显示了这种组合对冬季模式的影响，并且它们清楚地表明了负的 NAO 模式。 总结与思考
已经看到 3 个不同的因素都指向了 2024/2025 年冬季可能出现负 NAO 模式。这意味着美国中部和东部以及欧洲部分地区有较大的冬季天气潜力。当然，NAO 负相并不一定会带来寒冷和降雪，因为它本身也有多种变化，但它确实会增加冬季降临的几率。此时，也出现了一个问题：如果上述 ECMWF 模型预测东太平洋尼娜现象和温暖的大西洋，那么为什么它没有看到这些现象，并预测 2024/2025 年将出现负 NAO 和寒冷的冬季，而是预测了2024/2025年是一个温暖的冬季呢？答案可能是该模型并不完美，甚至可能是错误的。但考虑到气象预测技术的进步，这样的假设可能并不合理。还值得注意的是，在此关注的预测期是未来 3-6 个月，因此模型很可能只是需要更多时间来正确调整和对其预测。这也是该模型首次展示出东太平洋拉尼娜现象的发展，因此在接下来的运行中看到进一步的调整将会很有趣。为了展示模型预测的准确性（或不准确性），下方展示了去年冬天（2023/2024）的同一预测，该预测发布于 10 月。它显示美国和北大西洋大部分区域上空为低压区。主要高压区位于加拿大西部和欧洲上空。下图展示了去年冬季的实际气压模式。可以看到有明显不同，主要高压区位于加拿大东南部。美国没有出现大规模的低压异常，大西洋的低压区则位于北欧上空。这表明模型确实会进行调整，正如正如上面例子所示，当它们开始看到全球天气的实际发展时，它们的预测可能会发生变化。去年此时，ECMWF 对冬季海洋异常的预测有了相当好的概念，但预测过程中仍有较大的变动。这也表明，情况并非每年都一样，而且同一因素并非每年都会产生相同的影响。因此，持续监测最新的全球天气模式及其发展，试图从中寻找过去天气模式的迹象和联系，从而窥见未来的迹象。 · END ·
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