西风带蛇行为何引发异常气象｜酷暑、暴雨、大雪与海洋的深层关系

西风带与高空急流的基础知识

西风带是指在中纬度（大致北纬30～60度）高空自西向东常年吹拂的大规模风系。地球在赤道附近受热强烈，极地附近则寒冷。大气为消除这种南北温差而运动，再叠加地球自转的效应（科里奥利力），便形成了被折向东方的强劲气流。换言之，西风带的本质是流淌在"温暖的南方"与"寒冷的北方"分界线上的大气之河。

"天气自西而变"这句谚语，正是人们凭经验道出了西风带的存在。低气压、高气压以及带来降雨的锋面，都是乘着西风带自西向东移动的。天气预报说"西日本率先转坏"，大陆的沙尘在樱花前线的新闻之前先行抵达，都是因为高空有这股大尺度气流。可以说，理解日本的天气，要从理解西风带开始。

高空急流是西风带的"特快车道"

在西风带之中，高空8～13公里附近风速特别强的带状气流称为高空急流。冬季的日本上空是全球屈指可数的急流强区，风速通常在每秒30米左右，最强时可接近每秒100米（约合时速360公里）。飞机从东京飞往檀香山或美国西海岸时飞行时间更短，正是借了这股顺风。夏季南北温差缩小，风速约降至冬季的一半。

影响日本天气的两条高空急流

日本附近上空流动着两条性质不同的高空急流。一条是位于北纬30度附近、高度约12公里（气压约200百帕面附近）的副热带急流；另一条是位于北纬40度前后、高度约10公里（300百帕面附近）的极锋急流。梅雨锋面的位置、台风的路径、冬季寒潮的南下——日本天候的每个转折点，几乎都与这两条急流的动向有关。

最早确认高空急流存在的是日本人

鲜为人知的是，最早通过系统观测向世界证明高空存在极强西风的，是日本气象学家大石和三郎。作为位于今茨城县筑波市的高层气象台首任台长，大石在20世纪20年代坚持用测风气球反复观测，并在1926年的论文中报告：日本上空冬季吹着风速高达每秒70米的强西风。当时并未引起国际广泛关注，但第二次世界大战期间，高空飞行的飞机遭遇了这股强风，"高空急流"由此广为人知。日本上空作为世界少有的急流通道，也正是这一发现的舞台。

蛇行因何而起——罗斯贝波与阻塞高压

西风带并非总是笔直流动。它以数千公里的尺度南北起伏地流动，才是常态。这种大尺度起伏以其发现者、气象学家罗斯贝的名字命名，称为罗斯贝波（西风带波动）。山脉、大陆与海洋的温差、热带积雨云活动等是激起"涟漪"的诱因，而地球自转的效应会把它发展成巨大的波动。

蛇行"浅"与"深"的差别

蛇行较浅时，高压与低压以数日为周期自西向东通过，天气呈周期性变化。而当蛇行加深，波峰（向北隆起处）会把暖空气大幅北送，波谷（向南凹陷处）会把冷空气大幅南送。进入波峰之下的地区，温暖的高压盘踞不去而酷暑连连；处于波谷的地区，低压和锋面停滞而出现大雨或低温。同一时期世界某地热浪滚滚、另一地却暴雨或寒潮肆虐，多数情况下都可以用这同一条波动的关联来解释。

停滞不动的"阻塞高压"让极端天气久拖不去

蛇行进一步加深、波动被切断后，一个深厚的高压会滞留在中纬度气流之中，一至数周几乎纹丝不动。这就是阻塞高压。正如"阻塞"之名，它堵住了自西而来的低压和高压的通道，天气的更替就此停摆，同样的天气——酷暑接着酷暑、大雨接着大雨——异常持久。许多异常气象之所以损失惨重，除了天气现象本身的强度，更在于这种"持续性"。

让世界见识阻塞高压威力的，是2010年夏季的俄罗斯热浪。阻塞高压在俄罗斯西部盘踞了约一个半月，莫斯科录得观测史上最高的38.2℃；创纪录的干旱叠加大规模森林火灾，造成大量人员死亡，谷物出口停止，波及全球。而且就在同一时期，在这一停滞波列的关联之下，巴基斯坦发生了历史性的大洪水。一次巨大的蛇行，同时制造了热浪与干旱、洪水这两种截然相反的灾难。

一条波动让全球异常气象"同时多发"

西风带的波动环绕地球连成一体，某处蛇行加深，其影响便会沿着波动传导到遥远的地方。例如2018年夏季，在日本创纪录酷暑的同一时期，北欧出现热浪和森林火灾，希腊发生大火，北美持续高温。分析认为，环绕北半球中纬度的西风带波动以特定形态停滞，多个"波峰"之下同时爆发了热浪。西风带蕴含着只看日本天气图无法察觉的全球尺度关联。

• 蛇行的诱因：山脉、大陆与海洋的温差、热带积雨云活动（厄尔尼诺现象等）
• 加深蛇行的条件：南北温差的变化、高空急流的减弱
• 让极端天气久拖不去的存在：阻塞高压（停滞一至数周）

蛇行制造酷暑——2018年、2023年与2025年的日本

当西风带在日本附近较常年偏北蛇行时，日本列岛便被温暖的高压整体笼罩。此时的典型形势是高压的"双层叠加"：低层太平洋高压扩张，其上空再叠加青藏高压，深厚高压穹顶内空气下沉增温（下沉增温效应），晴热天气一连多日。

2018年7月：熊谷41.1℃与"灾害级酷暑"

2018年7月23日，埼玉县熊谷市观测到41.1℃，刷新当时日本观测史上最高纪录（2020年静冈县滨松市追平，至今仍是全国最高纪录）。日本气象厅异常气象分析研讨会分析认为，这次创纪录酷暑的主因是西风带在日本附近大幅北偏蛇行，太平洋高压与青藏高压叠加覆盖列岛。气象厅在记者会上以"灾害级酷暑"形容高温也正是这一年，中暑送医人数达到历史最高水平。

这一年的酷暑在人员伤害方面同样突出。据日本总务省消防厅统计，2018年5～9月因中暑紧急送医的人数超过9万人，为当时调查开始以来最多。社会认知由此发生重大转变——从"热是要忍的"变为"酷热是会夺命的灾害"。

2022年6月：观测史上首次6月突破40℃

2022年的特点是酷暑"来得早"。6月25日，群马县伊势崎市观测到40.2℃，这是日本观测史上首次在6月录得40℃以上。这一年，气象厅异常气象分析研讨会同样分析认为，西风带蛇行影响了低压槽和高压的持续，成为夏季酷暑与大雨的共同原因。梅雨异常早收（初步数据为史上最早之列）和6月的创纪录高温，都是西风带北偏蛇行与太平洋高压提前扩张所致。

2023年：厄尔尼诺与印度洋偶极子"双重叠加"

2023年夏季同样创纪录地炎热。据JAMSTEC（日本海洋研究开发机构）解读，这一年除了西风带偏北流动、暖空气被推上日本之外，还出现了厄尔尼诺现象与正位相印度洋偶极子现象同时发生的局面——这是自2015年以来8年再现。此外，2020年夏季起连续3年的拉尼娜现象余波未平，太平洋西部海水温度居高不下地入夏，整个热带海洋比常年偏暖，也抬高了大气整体的温度基线。JAMSTEC的土井威志主任研究员等人利用大气海洋耦合模式"SINTEX-F"开展季节预测，早在5月就预测到日本周边将显著偏热。

2025年：观测史上最热的夏天

随后的2025年夏季（6～8月），日本平均气温较基准值偏高2.36℃，成为1898年有统计以来最热的夏天。全国132个观测点刷新了夏季平均气温的历史最高纪录。同年9月，气象厅异常气象分析研讨会指出：西风带较常年偏北蛇行助长了高压势力扩张，菲律宾附近积雨云活动活跃，而全球变暖和日本近海显著偏高的海面水温构成了大背景。会长表示"这明显是异常的天候""随着变暖，前所未有的事情正在发生"。年平均气温方面，2024年（+1.48℃）、2023年（+1.29℃）、2025年（+1.23℃）包揽观测史上前三位——酷暑已不是"偶然"，而是不断累积的趋势。

蛇行制造暴雨——低压槽停滞与来自海洋的水汽

西风带蛇行不仅带来酷暑，也会引发看似相反的暴雨。关键在于蛇行的"波谷"——低压槽的停滞。槽的东侧易出现上升气流，锋面活动趋于活跃。蛇行越深、移动越慢，雨就越是在同一地点下个不停。

2018年7月：西日本暴雨（2018年7月暴雨）

2018年6月底至7月上旬以西日本为中心发生的"2018年7月暴雨"，因创纪录的大雨造成200多人罹难。气象厅分析认为，梅雨锋面长时间几乎停滞在同一位置，创纪录的水汽沿两条路径持续涌入是主要原因，而其背后是与西风带蛇行相伴的大气环流的持续。值得注意的是，这场暴雨之后紧接着就是前述的创纪录酷暑。同一个夏天暴雨与酷暑接连上演——这正是西风带蛇行所致异常气象的典型模式。

2020年7月暴雨与"线状降水带"

2020年7月，"2020年7月暴雨"以九州为中心肆虐，熊本县球磨川泛滥，80多人罹难。这一次同样是梅雨锋面长期停滞，暖湿空气源源不断地涌入。近年暴雨中反复出现的角色是线状降水带——发达的积雨云排成一列，在同一地点经过或停滞，连续数小时倾泻猛烈降雨，长度约50～300公里的雨区。线状降水带本身是局地现象，但它"在哪里形成、持续多久"，取决于锋面位置和水汽通道等大尺度环流场，也就是西风带的蛇行形态。大尺度环流与局地暴雨，是层层嵌套的一个整体。

海水越暖，雨下得越猛

暴雨的另一位主角是海洋。气温每升高1℃，大气可容纳的水汽约增加7%（克劳修斯-克拉佩龙关系）。日本近海的海面水温正以每百年+1.33℃的速度上升，约为全球平均（每百年+0.62℃）的2倍。温暖的海洋供应更多水汽，因此当西风带蛇行使锋面或低压停滞时，降下的雨量已比过去被整体抬高。近年线状降水带引发的集中暴雨备受关注，与这种"来自海洋的燃料补给"不无关系。

蛇行制造大雪——变暖时代为何仍有豪雪

"地球在变暖，为什么还会有创纪录的大雪？"——这是常见的疑问。答案之一同样在于西风带的蛇行。冬季西风带在日本附近向南深度蛇行时，北极方向的强冷空气会一举涌入。即使变暖抬高了平均气温，只要冷空气的"输送通道"打开，短时间集中的豪雪反而可能发生。

2020年度冬季：阻塞高压与拉尼娜叠加

2020年12月至2021年1月，以北陆地方为中心，日本海一侧普降创纪录大雪，高速公路和国道上车辆大规模滞留事件接连发生。气象厅分析认为，西西伯利亚附近的阻塞高压与2020年夏季以来持续的拉尼娜现象影响叠加，高纬度侧与中纬度侧的西风带同时在日本附近向南蛇行，高空约5500米处零下51℃以下的极强冷空气得以源源涌入。

再往前追溯，2018年2月北陆地方发生了被称为"2018年豪雪"的创纪录大雪，福井市最深积雪达147厘米，为37年来之最；国道8号约1500辆车滞留，数日才得以疏解。那一次的背景同样是强冷空气南下。降雪方式从"范围广而均匀"转向"集中于狭小地区且来势猛烈"，正是近年豪雪灾害的特征。

JPCZ——冷空气在日本海上汇聚成集中豪雪

大陆冷空气吹向日本海时，气流被朝鲜半岛北部的山脉一分为二，随后在日本海上重新汇合，有时会形成长达1000公里的云带。这就是JPCZ（日本海寒带气团辐合带）。它从相对温暖的日本海获得热量和水汽补给，积雨云不断发展，在云带登陆之处带来集中豪雪。近年研究还指出，日本海海水升温可能正在增加向雪云输送的水汽——大雪同样与"海洋的变化"密不可分。

未来的雪会怎样——"次数减少，单次更猛"

日本气象厅的气候变化评估报告预测，随着变暖加剧，日本整体降雪量呈减少趋势。另一方面，强冷空气南下时日本海一侧的集中性大雪，由于变暖的日本海供应更多水汽，未来风险依然存在。也就是说，"下雪的日子变少，可一下就是猛雪"——平均值与极端值反向而行，这正是气候变化令人费解之处的缩影。滑雪场和依赖融雪水的农业面临少雪之困，交通基础设施则面临集中豪雪之患，同一变化以不同面孔带来影响。

北极与海洋改变西风带——与全球变暖的深层关系

那么，西风带的蛇行为何近年来如此受关注？背景在于一个事实：西风带的能量来源——"南北温差"本身正在改变。

北极正以约为全球平均4倍的速度变暖

芬兰气象研究所的Mika Rantanen博士等人2022年发表在学术期刊Communications Earth & Environment上的研究显示，1979～2021年北极圈以每10年约0.75℃的速度升温，至少约为全球平均的4倍。在斯瓦尔巴群岛和新地岛附近的欧亚一侧北冰洋，升温速度达每10年1.25℃，部分海域为全球平均的7倍。这一现象称为北极变暖增幅（北极放大效应），主要原因被认为是海冰减少：白色海冰减少后无法反射阳光，裸露的深色海面吸收热量，进一步融化海冰——恶性循环由此运转。

北极海冰的缩减幅度十分惊人。据IPCC第六次评估报告，比较1979～1988年与2010～2019年，北极海冰面积在全年最小的9月减少了约40%，在全年最大的3月也减少了约10%，并评估人类活动极有可能是这一减少的主要原因。短短几十年间，夏末的北冰洋正从"白色冰封之海"变为"敞开的深色海面"。

南北温差缩小，西风带会怎样

西风带的强度由南北温差支撑。若只有北极急速变暖、温差缩小，西风带就会减弱、失去直进性，更容易南北蛇行——这一可能性已被提出。自2012年美国研究者Jennifer Francis博士等人提出这一观点以来，世界各地的研究持续跟进，它被视为给日本带来极端酷暑和寒潮的一个可能因素。

日本近海海水升温与热带海洋的遥相关效应

海洋的变化不止于北极。如前所述，日本近海海面水温以每百年+1.33℃的速度上升，约为全球平均的2倍；2024年年平均距平达+1.44℃，刷新1908年有统计以来的最高纪录。变暖的海洋自下而上加热大气，通过强化高压、输送水汽来放大异常气象。此外，厄尔尼诺、拉尼娜等热带海水温度分布的变化，会改变积雨云的活动位置，从数千公里之外"遥控"西风带的蛇行形态（遥相关）。厄尔尼诺现象的机制详见厄尔尼诺与拉尼娜如何改变渔业和天气，日本近海的异常高水温详见什么是海洋热浪。

大气与海洋的影响并非单向。西风带蛇行使高压盘踞海上时，烈日与微风让海面异常升温，引发海洋热浪；变暖的海水又反过来进一步加热大气——相互放大的循环就此运转。事实上，日本以南的洋面在夏季高压之下，海面水温有时会持续超过30℃，进而影响过境台风的发展以及向秋雨锋面输送的水汽。天空的异变与海洋的异变，永远是结伴而行的。

科学前沿——"变暖使蛇行增多"尚无定论

读到这里，"变暖→北极放大→西风带蛇行→异常气象"这条因果链或许听起来已成定论。然而在科学一线，这条链条的一部分仍是激烈争论的对象。让我们诚实地梳理现状。

已经确定的事实

• 北极的变暖速度远超全球平均（观测事实）
• 人类活动使热浪等极端高温的频率和强度双双增加（IPCC第六次评估报告）
• 在日本酷暑、暴雨的具体个案中，西风带蛇行是直接诱因（日本气象厅的分析）
• 南半球夏季中纬度急流正向极地方向移动，人类影响极有可能是其成因之一（IPCC AR6）

仍在争论的问题

另一方面，"北极放大导致北半球中纬度西风带蛇行长期增多"这一假说，因观测数据的分析方法和模式试验的结果因研究而异、相互矛盾，尚未得出高置信度的结论。例如专攻大气动力学的筑波大学名誉教授田中博，就从对蛇行增多趋势本身持怀疑态度的立场提出了质疑。IPCC第六次评估报告同样是：一方面以高置信度承认变暖对单次热浪、暴雨的贡献，另一方面在把北极放大与中纬度异常气象挂钩的问题上措辞审慎，反映出科学共识仍在形成之中。

回答"这场酷暑是变暖造成的吗"——事件归因

定量评估单次异常气象与全球变暖关系的研究方法——事件归因也在不断发展。其做法是分别对"存在变暖的现实地球"和"假设没有变暖的地球"进行大量模拟，比较该异常气象发生的概率。日本气象研究所等机构的研究团队用这一方法分析2018年7月的日本酷暑，得出结论：若没有工业化以来的变暖，这样的酷暑几乎不可能发生。"西风带蛇行这一直接扳机"与"变暖抬高的基线"——两种因素各自的作用，科学正逐渐能够用数字来说明。

以"未知"为前提前进的科学

重要的是，"存在争论"绝不等于"无需应对变暖"。单次异常气象背后存在变暖的基线抬升（气温、海水温度、水汽量的增加），这一点已以高置信度得到证实；悬而未决的只是"蛇行的长期变化"这个更复杂的问题。JAMSTEC的SINTEX-F等大气海洋耦合模式的季节预测精度逐年提高，曾提前数月预测2023年的酷暑——"机制的理解"与"实用的预测"正双轮并进。

这明显是异常的天候。随着变暖，前所未有的事情正在发生。

― 日本气象厅异常气象分析研讨会（2025年9月）会长发言（据媒体报道）

我们能做的准备——善用信息，调整生活

我们无法阻止西风带蛇行本身。但蛇行带来的极端天候，已可提前数日至数周捕捉到征兆。这里梳理个人和家庭可以做的准备。

让预测信息成为你的帮手

• 早期天候信息（日本气象厅）：提前10天提示"显著高温、低温""大雪"的可能性，可用于安排农活和健康管理
• 中暑警戒警报：基于暑热指数（WBGT）的警戒信息，发布当天应重新考虑外出和运动安排
• 危险度分布图（Kikikuru）：在地图上实时查看大雨引发的泥石流、内涝、洪水风险
• 三个月预报、暖季／寒季预报：结合厄尔尼诺现象等状况的季节尺度展望

以"持续性异常"为前提的生活对策

西风带蛇行所致异常气象的特点是"持续得久"。酷暑要做好以周为单位的用电、用水和健康管理；暴雨要备好可支撑居家避难的储备（饮用水和食物至少3天、最好1周）；大雪要在车上常备燃料、毛毯和雪铲以防滞留——以"持久战"而非单次灾害为前提的准备才行之有效。通过灾害风险地图确认住所周边的风险，也是基本功课。

农业、渔业与工作中的应用不断扩大

季节预测信息的用途已超出个人防灾，开始进入产业领域。农业上，人们依据早期天候信息和两周气温预报，实施水稻高温灾害对策（调整水层管理、提前收割）并判断蔬菜播种时机。渔业上，海水温度预测信息被用于研判渔场，以及养殖鱼的高水温对策（提前出货、移动网箱）。在异常气象日益成为"无法回避的前提"的今天，把预测信息纳入决策的能力，正在各行各业变得愈发珍贵。

别忘了从根源上着手

从长远看，削减温室气体排放——这个不断抬高异常气象基线的根源——才是唯一的治本之策。节能、选择可再生能源、减少食物浪费等日常行动看似微小，却是改变全社会排放结构的一票。海水升温还关系到台风的强化——大气与海洋本是一体相连的问题。

结语——波动的大气之河，与生活在其下的我们

西风带（高空急流）是以南北温差为能量、流经中纬度高空的"大气之河"，是日本天气的搬运者。当这股气流深度蛇行、又因阻塞高压等而停滞时，酷暑、暴雨、大雪这些看似相反的极端天气，都会以"久拖不去"的形态降临。2018年的西日本暴雨与熊谷41.1℃、2021年的北陆豪雪、观测史上最热的2025年夏天——日本近年的众多异常气象，都发生在这条波动的气流之下。

而思考西风带的变化时，海洋的存在无法绕开：以约为全球平均4倍速度变暖的北极；每百年升温+1.33℃、约为全球平均2倍的日本近海；左右数千公里之外天候的厄尔尼诺与拉尼娜。大气之河始终与其下广袤的海洋对话着流淌。"变暖是否会让蛇行增多"的问题尚无定论，但科学一边坦承"未知"一边稳步前行，这本身就是我们信任信息的基石。当你仰望天空、感受云的流动时，不妨对一万米高空那条大气之河，以及摇动它的海洋之变，稍稍寄予一份遐想。