极地涡旋即将分裂成两半。但这究竟意味着什么呢?

极地涡旋即将分裂成两半。但这究竟意味着什么呢?

过去一周,大气中高空的一团暖空气将极地涡旋推离了轴线。未来几天,它可能会分裂成碎片,并可能对北半球的天气产生连锁反应。

但现在还不要开始为暴风雪做准备;尽管以前有人将扭曲的涡旋与暴风雪和寒流联系起来,但大气科学家表示,现在还无法知道世界哪个地区可能首当其冲。

极地涡旋是通常以北极为中心的旋转空气层。(南半球还有另一个涡旋。)它位于平流层,这是大气层的一个高海拔带,远远高于我们在地面上感受到的风、云和降水。

随着极地在秋季变暗并结冰,风开始旋转并从西向东上升以平衡低纬度地区和极地之间的温度差距。由该风形成的涡旋围绕极地逆时针旋转,最终比周围的空气冷得多。

但被称为“平流层突然变暖事件”的高空热浪可能会破坏该涡旋。

这就是现在正在发生的事情。急流(极地涡旋下方大气中环绕极地的快速移动气流)的摆动导致平流层极端变暖,破坏了极地涡旋。“从本质上讲,涡旋正从极地被推向中大西洋,”IBM 气象学家 Michael Ventrice 说。

涡旋破裂并不罕见。尽管这次的涡旋特别强大,但“平流层变暖事件大约每隔一年就会发生一次”,奥尔巴尼大学大气科学家 Andrea Lopez Lang 说道。

过去一周,西伯利亚周围的低层大气中出现了一道高压气脊。洛佩兹·朗解释说,当急流冲入该气脊时,它会将能量波向上引导至平流层。

美国国家海洋和大气管理局化学科学实验室的研究科学家艾米·巴特勒在一封电子邮件中写道:“想象一下海滩上的海浪。当它们冲击海岸时,波浪的能量会通过与海滩表面的摩擦而消散。在大气中,波浪也会破碎,但在这种情况下,波浪的能量会减缓极地涡旋的速度并加热平流层。”

这种破坏导致涡旋减速并向外扩散。Ventrice 表示,现在涡旋似乎正走向分裂,“我们基本上看到涡旋的两个区域。”

我们最近才开始真正了解极地涡旋。 NOAA

但很难预测实际后果会是什么。“这个研究领域仍处于起步阶段,”文特里斯说。“我们现在才明白,这些分裂对于预测未来几周的[天气模式]很重要。”

“我认为会出现一系列分裂,”他说。他说,稍微不同的分裂可能会对天气产生不同的影响,其方式目前还不完全清楚。“我曾看到过三个涡旋分裂的年份。”

他认为,今年将会有“一小块漩涡分裂出去并旋转而去”。

2018 年发表在《美国气象学会公报》上的一篇论文发现,较弱且较扭曲的极地涡旋与阵发性寒流天气有关,但两者之间的物理联系仍不清楚。

这并不是说分裂涡旋本身会着陆并造成寒冷天气(尽管这是可能的),而是它可能会导致急流发生变化,进而可能使低空北极空气向南转移。

文特里斯说,在冬季的大部分时间里,急流一直停留在美国大陆北部。“这通常会扼杀所有北极的空气供应,”他说。但涡旋的瓦解可能会改变下方急流的形状,并结束温和的天气模式。

“我们开始在天气预报模型中看到一些迹象,表明北太平洋可能会发生相当大的转变……这通常会导致与北极圈的联系更加紧密,寒冷的北极空气会进入北美”

2014 年冬天也发生过类似的事情,当时涡旋席卷了美国中西部北部和东亚大部分地区,随后美国中部和东部出现了创纪录的降雪和寒冷天气。

更令人困惑的是,自那时起,几乎所有导致美国大陆空气冻结的急流减缓或转变都被媒体称为“极地涡旋”。实际上,该术语更狭义地指高空风减缓的情况,对天气的影响更为复杂。

漩涡的影响需要几周时间才能在地表显现出来。但一旦显现,影响可能会持续很久。

“大多数人认为,我们为什么要关心平流层的情况?它离我们只有 10 英里,”洛佩兹·朗说。“我们之所以关心,是因为当我们破坏这部分大气时,它需要很长时间才能恢复。平流层最低部分可能需要长达两个月的时间才能恢复正常。”

对更大气候趋势的影响也尚不清楚。关于北极变暖将如何影响急流,仍然存在争议,一些研究人员认为,随着地球变暖,急流可能会减慢并变得“波动”。巴特勒在她的电子邮件中写道:“极地涡旋通常被认为是该机制的一部分。”例如,2018 年的论文发现了较弱的涡旋和严酷的冬季天气之间的联系,这表明北极变暖可能会破坏涡旋,使西伯利亚上空的高压区更有可能出现。“问题是,气候模型对极地涡旋未来是增强还是减弱的看法完全不一致。”

不过,她解释说,了解这种联系对于预测未来的冬季非常重要。这并不一定意味着会出现更多的风暴。“例如,如果极地涡旋增强,我们可能会看到更多的冬季极端高温,这将加剧温室气体增加造成的变暖。”

注意:本文已修改,以纠正有关急流的错误。之前它暗示急流本身会上升到平流层,而事实上,急流产生的波能才是向上的。

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