2021年3月3日,当美国宇航局(NASA)的卫星对准北美洲的五大湖,五大湖湖面开阔,蓝绿色的湖水展示着这里湖冰寥寥,据观测数据,3月3日这天,湖冰只覆盖了湖面的15%。

2021年3月3日的五大湖

五大湖虽然每年都会有冰,但封冻的范围实则变化很大,正如同现在大家看到的,3月3日五大湖还比较开阔,冰封的范围仅有15%,但谁能想到在两周前的2月20日,整个五大湖区域的总湖冰范围一度超过湖面面积的45%,这也是去年12月到今年以来的最大冰封范围,接近1973年-2020年53%的平均水平。在这当中,位于最南边的伊利湖(Lack Erie)是五大湖中最浅的,因此通常是第一个结冰的湖,在2月20日已经接近全面封冻,湖冰几乎将伊利湖全部覆盖,而西北部的苏必利尔湖,作为世界上面积最大的淡水湖,其西部和南部的不少湖面也已经被冰层覆盖。

2021年2月20日的五大湖

这样来看,3月3日和2月20日,短短两周的时间里五大湖就经历了极为剧烈的冰冻变化,而从更加长远一些的情况来看就更显示出了异常——五大湖实际上从2020年12月1日以来湖冰面积就一直很低,到2月初也仅仅为湖面面积的10%左右。比如2021年2月3日,卫星捕捉到冬季晴天下的五大湖区域(如下图),可以清晰观察到这个时候五大湖表面的湖冰很少。

1月中旬,湖泊仅观测到1.8%的冰覆盖率,创下历史新低。往年的的这个时候,苏必利尔湖在1月下旬之前湖冰覆盖率就能达到20%,而整个五大湖能超过4%,今年1月中下旬乃至2月上旬,五大湖的冰都是严重偏少的,一度被认为这是一个少冰年。

但昙花一现的变化就在短短一个月的时间发生,2月中旬北极涡旋的到来带来了严重偏低的气温,很快让湖泊很快封冻近半,但这种冷也没能持续太久,2月中旬以后,温暖的气温又再度击碎脆弱的湖冰,到3月初湖冰所剩无几,形成了十分戏剧性的剧烈波动。

虽然说,在任何一个年份中,五大湖上冰盖的形成都具有高度的不确定性,随着天气和气候模式的变化而波动非常大,根据NASA科学家的说法,它受到北大西洋涛动、太平洋年代际涛动和南方涛动等多种气候模式的控制,呈现出极强的不稳定性。不仅年与年之间差别可能很大,月与月之间的区别也可能十分巨大。观测记录中最高的湖冰覆盖率(94.7%)发生在1979年,最低的冰覆盖率(11.9%)发生在2002年。而2020年至2021年的冬季相当特殊,因为天气的剧烈波动使五大湖快速冰封又快速解冻,仿佛2月中旬的冰封只是一场梦。

2月下旬,密歇根湖(Lake Michigan)湖岸边的冰

最终,美国海洋大气管理局(NOAA)的气候学家Jia Wang表示,尽管有2月的超级寒潮速冻五大湖,但五大湖最终还是一个低冰年。毫无疑问,2月中旬的寒潮不仅给美国很多州带来了暴风雪,甚至让得克萨斯州陷入麻烦中,也给五大湖带来了翻天覆地的变化,那个时候,五大湖的气温比正常温度低了17度。这种剧烈湖冰变化显示出了今年北美洲气候的不稳定性——在拉尼娜和种种气候因子作用下,西半球2月经向活动频繁,冷暖空气频繁南下北上。

除了气候的异常外,五大湖这个低冰年也符合观测记录——在2019-2020冬季,五大湖也出现了较低的冰覆盖率,实际上从上世纪70年代以来,五大湖冰盖的长期趋势总体上一直在下降,大约每十年下降约5%,这可能也是全球气候变化下的证明。