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異常寒冷等於無全球暖化?再解構極地渦漩

2019/1/31 — 13:35

芝加哥近日的結冰河、放火燒鐵路,圖片來源:新聞片段截圖

芝加哥近日的結冰河、放火燒鐵路,圖片來源:新聞片段截圖

美國正面臨異常寒冷天氣,中西部州份明尼蘇達曾在周三早上出現 -55°C 極度低溫,全美至少八人因寒冷天氣死亡。當地人自然嚴陣以待,例如芝加哥放火燒鐵路,避免過凍影響行車。不過,同一時間北極卻出現異常溫暖天氣,氣溫比平均高 14°C 。

地球究竟發生了甚麼事呢?這一系列極端天氣其實源自極地渦漩 (Polar Vortex) 。

北半球有兩個極地渦漩,相互疊加。較低緯度的更準確地應稱為高速氣流 (Jet strream) 。這道全年存在、蜿蜒的強勁西風帶,位於地球表面 11 公里高空(對流層 Troposphere),影響著北半球日常高低壓天氣系統,無論是藍天白雲、暴風雨、冷暖天氣也與其有關。

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而在高速氣流上空、約 48公里的平流層 (Stratosphere) ,則是所謂的真正極地渦漩,這道較圓風帶也會圍繞北極,但只在冬天形成。

這兩道風帶同時存在,是因為較寒冷的北極與較溫暖中緯度地區之間存在很大溫差。兩地溫度不同會產生壓力差異,空氣會從高壓區域流向低壓區域形成「風」,自轉的地球然會將風推向北半球右方,形成這些西風帶。

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Credit: L.S. Gardiner/UCAR

Credit: L.S. Gardiner/UCAR

那為什麼極地渦漩的冷空氣會南下?

在過去 50 年,人類活動產生的溫室氣體排放量令全球比前工業時期升溫約 1°C。然而,這只是全球平均數值,部份地區如北極地區已經變暖兩倍有多。

北極暖化得更快主要是因為當地融冰加劇,原本海冰、冰蓋可反射部份陽光,但現時更多海面和陸地被曝露,地表便可吸收更多太陽熱量;亦由於北極暖化,北極與中緯度地區的溫差減少,同時減少兩地之間的壓力差異,令高速氣流變弱,變得更為蜿蜒曲折。

當然,高速氣流的南北波動會在大氣中產生波浪能 (wave energy) ,如果這種能量夠強且可持續,可向上傳遞至平流層,影響極地渦漩,並被扭曲。

在某些情況下,這些被扭曲的極地渦漩會分裂成兩個甚至更多的蜿蜒渦漩;通常這些分裂出的渦漩往往會向南流動,並帶著北極冷空氣,卻令北極變暖,而其中一個渦漩正正在北美洲上空,影響美國大部份地區。香港在 2016 年也曾遭遇類似情況,但當然影響並不如較北的美國等地。

美國羅格斯大學大氣科學家 Jennifer Francis 在 The Conversation 指出 [1] ,極地渦漩分裂會自然出現,但隨著氣候變化很大可能變成更常出現的冬天極端天氣。其他研究也顯示 [2] ,平流層極地渦漩正在改變,而這種趨勢正好解釋到北半球異常寒冷的冬季天氣 [3]

毫無疑問,這種來自極地渦漩的極端寒冷天氣,會引發懷疑論者質疑全球暖化是個騙局。美國總統特朗普自然是其中一個,並在 Twitter 發文揶揄全球暖化「快點回來,我們需要你!」美國國家海洋及大氣管理局 (NOAA) 亦迅速以一卡通圖回應總統,現時的異常寒冷並不證明無全球暖化,相反更顯示暖化嚴重,因為較暖海水溫度,才會造成更多水氣,才會有更多的暴風雪。

氣候系統是複雜的,其變化往往非顯而易見或易於理解。再看看那邊廂南半球,澳洲出現持續熱浪,部份地區出現 47°C 高溫,連蛇也忍受不住,不斷入侵民居廁所浴室降溫。到底懷疑論者是否活在平衡時空,才會對這些氣候變化視而不見呢?


參考:

  1. Francis, J. (29 January 2019). How frigid polar vortex blasts are connected to global warming. The Conversation. https://theconversation.com/how-frigid-polar-vortex-blasts-are-connected-to-global-warming-110653
  2. Zhang, J.K., Tian, W.S., Chipperfield, M.P.  & et al. (2016). Persistent shift of the Arctic polar vortex towards the Eurasian continent in recent decades. Nature Climate Change 6, pages 1094–1099 (2016). doi: 10.1038/nclimate3136
  3. Kretschmer, M., Coumou, D., Agel, L. & et al. (2018). More-Persistent Weak Stratospheric Polar Vortex States Linked to Cold Extremes. Bulletin of the American Meteorological Society 99(1). doi: 10.1175/BAMS-D-16-0259.1

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