浅谈中国与美国冬季寒潮的底层地理逻辑

2022年12月中下旬，中国遭遇大范围的降温，美国遭遇了前所未有的气温骤降。想要彻底理解这些现象，就需要深层剖析其底层地理逻辑。 实际上，冬季寒潮影响范围十分广泛，只不过受制于各种因素导致中国与美国成为了“重灾区”。 对于中国而言，带来寒潮的冷空气有三路。第一路，冷空气由极地出发，经俄罗斯的亚马尔-涅涅茨自治区，在中俄边界处与其他两路冷空气汇聚；第二路，由极地出发经哈萨克斯坦，与一、三路汇聚；第三路，同样由极地出发经新地岛以西洋面，与一、二路汇聚，属于“劳师远征”。当三路冷空气汇聚一处时，又会兵分三路，分别沿杭爱山、秦岭-大别山、青藏高原以东一路南下，分别影响华北、华南、西南地区。但光有冷空气还远远达不到寒潮强度。接下来就需要了解两个概念——“极涡”和“大槽”。 随着冬季的来临，北极越来越接近极夜，受太阳辐射时间也越来越短。于是冷空气下沉，在地面形成冷高压，在高空形成冷低压，并开始向中间汇聚。在强大的科氏力的影响下被扭转为自西向东旋转的极地涡旋，也就是“极涡”。而且，在极涡周围有一条盛行西风带，高空风速极快，可达到三十米每秒～四十米每秒以上，也是自西向东的风向，环极圈一整圈。于是，极涡就被西风带牢牢限制在极圈以内。但近几年，全球变暖与温室效应的加剧导致极地开始升温，进一步导致了极涡升温。升温后热量被传导到西风带上，由于其风速极快，所以其会出现“局部溃破”，这就为极涡亲自南下创造了条件。在极涡南下后会直接经中西伯利亚到达中国内蒙古，沿二、三级阶梯而下影响中国大部分地区，就造成了大规模大范围的寒潮。实际上，在西风带出现局部溃破以前，会先由于温度的扰动形成“低压槽”和“高压脊”，出现了压力分布不均的情况。出现溃破的地方便是低压槽，影响最大的低压槽有三个，分别是“东亚大槽”、“北美大槽”和“欧洲浅槽”，这便是大槽。其中，“东亚大槽”与“北美大槽”就是造成中国与美国冬季寒潮的最主要原因。 按理来说，极涡南下北美影响最大的应该是加拿大而不是美国，对此疑问，需要分析美国“得天独厚”的地形条件。 从地形图上看，美国的大部分是由河流冲刷出来的中央大平原，如密西西比河等。且东西两侧都分布有高大山脉，地形南北通透，且气候属于非常宜人的温带海洋性气候与少部分的地中海气候。这种地形就导致了不论是自北向南的极涡南下还是自南向北的飓风入侵，几乎没有什么阻挡，自然也就不能在其行进的过程中削弱其威力了。而美国在寒潮在寒潮中的损失比加拿大大得多，则是因为加拿大处于寒带，气候属于冰原冰川气候与温带大陆性气候，人们的耐寒能力强且工业部件在制造中考虑了抗寒性能，而美国属于地中海气候与温带海洋性气候，人们耐寒能力差且工业部件在制造中不考虑抗寒性能。 以上简述了中国与美国冬季寒潮的底层地理逻辑，了解如“极涡”、“大槽”等概念，深层剖析了这一现象。我略去了大气物理学相关的计算，只留下了定性分析，这是因为我希望有更多的人能看懂这篇文章，推广地球科学，让地球科学更加“大众化”，让更多的人可以了解并参加地球科学奥林匹克竞赛。