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極地渦漩:周末寒流的由來

2016/1/22 — 17:12

周末一道強勁的冷空氣會影響香港,甚至有說會下雪云云,而香港天文台不斷調低最低溫度的預測,也令人擔心這股「霸王級」寒流是什麼來頭。

據了解,這道冷空氣是從極地渦漩 (polar vortex) 「逃脫」南下到香港——但不代表這是渦漩南遷,幕後黑手很大機會是全球暖化。讀者會問,明明是凍到結冰,又屈全球暖化?且聽下面解說。

極地渦漩是什麼?

極地渦漩是一種持續的、大規模且只發生於地球兩極的快速氣流,以保持極地的低溫,大概於對流層 (Troposphere, 0-11km 高 )平流層 (Stratosphere, ~11-50km) 的中上層出現,並在冬天變得非常強勁,因為此時極地的溫差與赤道是最大;但渦漩會持續縮減,到夏季甚至會消失。值得注意是,兩極也會出現極地渦漩,南極極地渦漩比北極極地渦漩更為顯著,持續時間也更長,但是次影響我們的則是來自北極的極地渦漩,而更詳細的解釋不妨參考科學月刊的《極地渦旋的驚心「凍」魄》。

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由於極地渦漩並不穩定,當中的冷空氣會在渦漩較弱時逃離,並向南流動。原本這都不太會影響低緯度的地區,然而,現有的研究已發現 [1] ,全球暖化導致夏天北極例如巴倫支海 (Barents Sea) 與西伯利亞以北的卡拉海 (Kara Sea) 海冰量減少,海水會增加吸熱,到冬天再度結冰時,海水中的暖氣會釋放到大氣之中,擾亂原本的大氣流動,也令高速氣流 (Jet Stream) 更加高速;加上沒有海冰的隔絕,冷空氣南下歐亞大陸,然後愈走愈遠。

左圖是 2013 年極地渦漩的正常情況,右圖則是 2014 年極地冷空氣脫離渦漩的情況。
Credit: NOAA

左圖是 2013 年極地渦漩的正常情況,右圖則是 2014 年極地冷空氣脫離渦漩的情況。
Credit: NOAA

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巴倫支海 (Barents Sea) 與卡拉海 (Kara Sea) 位置 via wikipedia

巴倫支海 (Barents Sea) 與卡拉海 (Kara Sea) 位置 via wikipedia

另一方面,北極振盪 (Arctic Oscillation) 也有所影響,該現象是北極的氣壓與北半球中緯度地帶(約為北緯 37-45 度,相關地區包括北京、馬德里等)呈氣壓反向互動:現時的北極振盪指數 (Arctic Oscillation Index) 為高負值,北極的氣壓較往年為高,與中緯度的氣壓差減少,令極地渦旋變弱增加冷空氣「逃脫」,令北半球中緯度地帶進入嚴寒。

2014 年北美寒流也是由極地渦旋「漏風」所致。當年的寒流打破美國最低溫度記錄,美加遭受嚴重的暴風雪吹襲,導致大量企業停工、學校停課、海陸空交通全面癱瘓,經濟損失達 50 億美元。

有學者就指,來自極地的寒流將會愈來愈頻繁,但與冰河時期重臨是兩碼子的事,因為極端的氣候現象增加,並不等於全球氣溫停止上升,只要人類排放不減,地球每秒都在吸熱⋯⋯ Brace yourself, winter is coming. 記得著多件衫保暖!

參考:
Discovery, How Do the Polar Vortex and Warming Relate?
Scientific American, What Happened to the Polar Vortex?

報告:

  1. Mori, M., Watanabe, M., Shiogama, H., Inoue, J. & Kimoto, M. (2014). Robust Arctic sea-ice influence on the frequent Eurasian cold winters in past decades. Nature Geoscience 7, 869–873 (2014). doi:10.1038/ngeo227

     

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