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北半球极地涡旋的扭曲


撰文:陈营华     2014年3月  

2014年1月北美洲包括加拿大东部及美国东北地区饱受寒风吹袭,某些地方气温降至摄氏零下二十度以下。一般来说,个别极端寒冷天气事件是难以归咎于全球变暖,然而一些气象学家提出北极海冰持续减少已影响了中高纬度的大气环流,以致极端天气事件频生[1]

在正常情况下,由于北半球冬天极地和中高纬度地区地面出现较大的温差,地面气温紧密梯度促使高空急流的产生。急流由西向东环绕地球高速流动,而在北极附近受高空急流所包围的涡旋通常被称为极地涡旋。若急流的速度较高,急流会随较平直的路径流动(图一),地面上的冷空气会集中在极地或较高纬度地区,较少机会南下。但近年主要因为北极海冰融化,以致极地吸收更多太阳辐射,北极地区气温上升的速度较中高纬度的为高,这使地面气温梯度减弱,高空急流的流速亦较为减慢,其流动方向便变得弯弯曲曲(图二),随之让极地涡旋变得较为扭曲。这情况就如一道汹涌的河川流到平原地区时,河水流速减慢,河道便变得弯曲。高空急流迂回的南北流动,使部分地区持续受冷空气南下所影响,而另一些地区则受暖空气北上而出现变暖现象,整体来说促使了地域上温度的分布趋向互异和极端。


图一
图一 北半球冬季期间,较高纬度地区上空的高空急流增强,形成了极地涡旋。
  

尽管以上的假设还有待进一步验证,以及一次破纪录的寒冬或令部分人对全球变暖抱有怀疑,但重要的是我们必须察觉全球变暖所带来的影响已迫在眉睫。  


图二
图二 北半球高空急流速度的减慢使极地涡旋变得扭曲,增加了地面冷空气南下和暖空气北上的频率,使地域上的温度分布趋向互异和极端。
  

   参考资料:

  1. Jennifer A. Francis and Stephen J. Vavrus, 2012: Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in mid-latitudes, Geophysical Research Letters, Vol. 39, L06801.[英语]