本文来自微信民众号：地球知识局（ID：diqiuzhishiju），作者：中年维特，制图：孙绿 / 校稿：猫斯图 / 编辑：养乐多，头图泉源：视觉中国

2021年1月初，受北极极地涡旋泛起盘据、南移的影响，中国从北方最先泛起寒潮，所到之处气温骤降，北京甚至泛起了1966年以来的最低气温，伴随着砭骨的寒风，进一步降低了体感温度，让室外行走都成为了一种折磨。

那几天相当要命，好像把北极搬到了北方，伴随着大风，体感温度还要低得多（2021年年头的超级寒潮）▼

幸亏由于那时南方的湿润空气北上受阻，没有形成降雪，对于供电、交通、能源供应还算是不幸中的万幸。寒潮加暴风雪的次生灾难最终也没有在中国北方大规模泛起。

而从2021年2月初最先，美国也陆续泛起数次降温，局限近乎波及整片中部区域。实在这已经不是美国近年来第一次遭遇严重寒潮，在2019年1月整片五大湖区域的平均气温降至-34℃至-40℃，不少市镇泛起了创纪录的低温。

2019年1月27日的北美五大湖，严寒彻骨（图：NASA）▼

今年的寒潮让美国许多区域的低温再创新低，其中受寒潮波及严重的区域，甚至包罗美国南部靠近墨西哥湾的得克萨斯州。

时隔两年，横跨器械半球的三次寒潮背后有统一个关键因素的影响——极地涡旋。

寒潮下的得克萨斯州（纬度相当于中国湖北）（卫星图：NOAA）▼

极地涡旋的新家

地球差别纬度接受的太阳辐射量差别，低纬区域能受到太阳直射，气温高，地表气压低，而高纬度气温较低，地表气压高，平流层周围气压却较低，这导致极地高空泛起伟大的严寒的涡旋。

涡旋可以将极地温度极低且密度较大的空气，一直通向上空的平流层，就像无形的弹力绳“约束”着冷空气，把冷空气限制在极地区域。

相当于打了个封印，虽然不那么牢靠▼

南北极都有极地涡旋，南极由于存在较为规则的南极大陆，而周围为海洋，以是南极的涡旋中央较为稳固，通常靠近南极点。而北极由于陆地漫衍不纪律，北极点位于北冰洋中，而海陆热力差异又导致陆地在冬季时气温更低，以是北极涡旋也相对呈狭长状，中央漫衍于西伯利亚北部和巴芬岛上空两个区域。

南极点在陆上而北极点在海上，北冰洋周边环境也庞大得多▼

受地球崎岖纬度之间的气压差的影响，极地与赤道的温差越大，极地涡旋也就越稳固，越能将冷空气锁定在极地。可是近年来，全球变暖海冰消融，北大西洋和北太平洋水温升高，北极涡旋最先泛起盘据趋势。在洋流和大气环流的综合影响下，南方的温暖空气会向北移动，“挤压”北极冷气团，甚至将其“挤”出多个中央，并在不稳固的情形下向南移动。

相当于分出好多条北海龙王每一条南下都是一次大寒潮（图片：NOAA）▼

西半球的北极冷涡中央巴芬岛位于加拿大东北部。这里与美国之间仅有哈得孙湾、哈得孙沿岸平原与五大湖相隔，阵势一马平川，并不能有用阻碍寒潮南下。

这个时刻就看出阿巴拉契亚山脉的作用了（2019年1月寒潮南下）（图：NOAA）▼

近年来天气变化日益显著，北极海冰连续削减，北极冷涡变得很不稳固，巴芬岛上空的冷涡中央经常南下到五大洲周边区域和美国东北部，在北美的人口麋集区域肆虐。而美国的中央大平原同样阵势低平，有利于寒潮的进一步南下，冷空气经常得以贯串全美，美国自然深受其害。

每次冷涡一到，美国各地降温幅度也异常夸张。今年1月，其在北京缔造的最低温度是-19℃，而五大湖周边受寒潮影响时，则动辄泛起-30℃的低温。南下的冷涡除了带来低温，还与哈得孙湾与五大湖的水汽碰撞，导致大规模降雪、门路结冰、冻雨等次生灾难，为交通、供电、农业带来伟大压力。

2月19日早晨的低温美国，图中温度应为华氏度，1华氏度相当于-17.22摄氏度，-10华氏度，相当于-23摄氏度，相当冷了（图：NOAA）▼

换句话讲，冷涡为美国带来的除了“冷”，另有“冻”。

美国这一次寒潮局限之广也实属罕有，从加拿大界限的圣劳伦斯河到墨西哥界限的里奥格兰德河，美国本土领土从北至南近2000英里的广袤土地被寒潮贯串，普遍遭遇降温。1.54亿美国人可能受到寒潮的影响，位于平原地带的亚拉巴马州、俄克拉荷马州、堪萨斯州、肯塔基州、密西西比州和得克萨斯州先后公布了紧要声明。

相当于得克萨斯可以和阿拉斯加一个温度，免费体验了一把北极（2月15日北美气温，图：NASA）▼

极寒天气下的能源危机

近几天，寒潮裹挟的水汽为美国北部从阿肯色州到纽约州北部，以及南部的得克萨斯州部门区域带来15~30厘米的积雪。当强风刮起积雪，行人的视线会受到严重影响，门路结冰又让行车的安全性大大降低，在短短的几天中，就有15人死于交通事故。

暴风雪不只为东北部和大湖旁边的中西部带来了影响交通的积雪，还导致数百座都会泛起创纪录的低温。人们只能躲在家中，用取暖和器惬意片晌。然而当几百座都会的住民都想在统一时间“惬意一下”的时刻，能源需求却成倍暴增了。

特别是考虑到美国郊区都会化的现状，每户人家供暖所需的燃料数目都会比公寓楼更多，聚沙成塔的消耗为能源供应带来的压力也不能小觑。

能源重镇得克萨斯州示意毫无压力，燃料要若干有若干▼

偏偏在这样的关键时刻，不少能源的供应、运输企业掉了链子。

近年来美国的原油自给率油颠簸上升，然而这次寒潮导致一些油井只能暂时关闭，已经让能源安全跛了一只脚。此外，美国逐渐重视环保问题，天然气取暖和炉成为主要的取暖和器，然而中部区域却泛起了大量天然气管道被冻裂的情形。

不只一次能源泛起紧缺，作为现代社会基础的电力，也泛起了严重的供应问题。部门州鼎力推动清洁能源建设，让风力涡轮机成为主要的电力泉源，然而冻雨让风力涡轮机冻结，大大影响了风力发电的效率。

这些不利因素综合在一起，导致至少14个州泛起了大规模停电，停止2月15日有510万户美国人遭遇停电问题。

得克萨斯州经济蓬勃，人口众多，不只集中了众多耗能伟大的工矿类、炼化类企业，还由于优越的投资环境，在近年来吸引了不少逃离硅谷的科技公司，成为人口新的人口流入区，一样平常耗电量伟大。

得克萨斯州有着著名的油气带，历久不缺能源不缺电，用起来也是大手大脚（图：https://eaglefordshale.com/）▼

正因地处中部区域，受到本次寒流影响，70%人口生涯在可能受到寒潮影响的区域，德州成为这次大停电的重灾区。全州电力供应一时削减了四成，批发电价飙升至每兆瓦时9000美元，到达了最高限价价钱。

然而从这几天时间德州住民遭遇的230万次停电来看，生怕人人是有钱也买不到电。

得克萨斯州-休斯敦大面积停电（上图：2月7日，下图：2月16日，图：NASA）▼

暴风雪露出的结构问题

停电不只意味着停电自己，还意味着停水、断网，虽然德州面临电力紧缺的情形试图用间歇停电的设施保障自来水供应，然则数小时停水自己已经让不少水管泛起了冻结、甚至开裂的情形。不少德州人一渡过上了取暖和靠壁炉，几户分享一个水源的传统清教徒生涯。

德州面临寒潮偷袭显得尤为无力，与它的特殊性有关。孤星州历久自视为准国家，并对州内对电网的掌控能力引以为傲。罗斯福新政时期试图整合美国的电网，然则得克萨斯州并未介入其中，这导致现在美国本土的电网由三部门组成，即西部电网、东部电网和得克萨斯州电网。

除了这三个外，北美另有阿拉斯加电网和魁北克电网，最大的是东部和西部（图：wikipedia）▼

自力性让德州电网的结构有了更高的灵活性，避免了联邦的过分干预，历久保持着低电价。但这并不是没有价值的，在大天灾眼前，弱小的德州电网孤掌难鸣，而东、西电网却难以施以援手。

得克萨斯州电力可靠性委员会（ERCOT）是运营得克萨斯州电网的自力组织，理论上讲这是一个由专家、工程师自力运营的机构，本应保障德州的电力供应，然而他们显然对本次寒潮准备不足，应对与回复产能的事情也显著滞后。

没有对比就没有危险，在德州电网控制的90%的电力供应之外，其余10%在东、西电网协调下供电的网络，不久陆续恢复了供电秩序。更让民众感应气忿的是，ERCOT主席住在密歇根州，副主席住在加州，完全不受烂摊子的影响。德州长与州议会商议，准备在下周对这一组织举行调查，掀起一场美国能源界的主要改造也未可知。

远水不解近渴，怎么审讯这些懒政之辈是后话，眼下最主要的是解决人民的用电难题。得克萨斯州的首席能源羁系机构召集了一次紧要会议，准备在全州局限内分配天然气，优先医院、学校、教堂和住宅的天然气供应，抑制工业部门的天然气消耗。州政府还出动国民警卫队举行福利检查派遣资源。

为了削减降温可能带来的殒命，各地也增加了流浪者救助站。这些固然是严寒中的温暖行为，然则对于改变能源紧缺的大环境则于事无补，看似科技昌明的人类，面临环境的巨变仍然是无力至极。而且寒潮依旧没有结束，肯塔基州运输部长15日时则示意七日内还要面临三场风暴。

炎天越来越热、秋季山火频仍、而冬季严寒频发也许就是人类不得不面临的新常态。

大国博弈和国家对立似乎成为了20时代的主旋律，然则21年头跨越一个地球的两场寒潮，却源自统一缘故原由，全球同此凉热。也许在至高无上的国家博弈之上，另有一个越来越难以回避的人类生存环境问题。

参考文献：

1.https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-02-15/how-extreme-cold-turned-into-a-u-s-energy-crisis-quicktake

2.https://edition.cnn.com/2021/02/15/weather/winter-storms-weather-monday/index.html

3.https://edition.cnn.com/2021/02/17/politics/texas-power-grid/index.html

4.https://www.bigcountryhomepage.com/weather/20000-customers-without-power-in-big-country-winter-weather-and-rolling-blackouts-to-blame/

5.https://nymag.com/intelligencer/2021/02/extreme-winter-weather-wreaks-havoc-across-u-s.html

6.https://edition.cnn.com/2021/02/17/weather/texas-winter-storm-wednesday/index.html

本文来自微信民众号：地球知识局（ID：diqiuzhishiju），作者：中年维特，制图：孙绿 / 校稿：猫斯图 / 编辑：养乐多