傳說中的極地渦旋
2014年,一場60年不遇的超級暴風雪突襲了美國,近2/3地區遭遇極寒天氣,氣溫陡降,多地的最低氣溫記錄被刷新,有些地方的溫度甚至跌至-45℃。
近日,我國很多地區也開啟了「速凍」模式,人們體驗到這種傳說中瞬間驟降的極寒天氣,短時間內溫度便出現斷崖式下降。
據國家氣候中心的專家解析,很重要的一個原因,便是「極地渦旋」的力量減弱。
用通俗的話來說,就是冷空氣在北極老家待不住了。
北極附近的冷空氣南下通常有兩個方向,一個是往北美,就是2014年美國極寒天氣的主要成因。另外一個方向就是往歐亞大陸,現在我們正在感受著。
那麼,很多朋友想知道,極地渦旋是什麼?是怎麼形成的?
極地渦旋的成因
我們知道,由於地球在不停自轉,存在自轉離心力,讓地球演變為赤道凸起,兩極稍扁的球體,而極地位置的萬有引力會大於其他位置的萬有引力。
赤道和低緯度地區的雲氣,也因為地球快速自轉產生的離心力,向兩極移動。當這些雲氣到達兩極上空後,被極地的萬有引力吸住,加之冷空氣的存在,凝結成厚重的雲團下沉。
這些雲團隨著地球的自轉,會形成圍繞著極地旋轉的環流,學術上稱為「極地渦旋」。
極地渦旋不僅北極有,南極也有。渦旋的強度隨著季節發生變化。北極渦旋的力量通常在冬季達到最強。
極地渦旋如何影響氣候
極地渦旋中存在一個低壓中心,周邊的冷空氣會快速向渦旋的中心流動。正是因為這個原因,極地渦旋在未受到外界破壞時,可以較好地控制冷空氣,把冷空氣「鎖在」極地老家。
如果這個極地渦旋因為外界破壞,力量減弱或者分裂,冷空氣就會溜出來,給中低緯度地區帶去極寒天氣。
上圖右側示意圖表示極地渦旋減弱後,冷空氣南下。
因為南極冰蓋厚實,地形比較適合渦旋存在,所以南極地區的渦旋比較穩定強大,不過南極離我們比較遠,我們主要關心北極渦旋。
近些年,隨著碳排放在工業時代逐步上升,溫室效應的問題日趨嚴重。北極氣候變暖,大量北極冰蓋發生融化,冰川流失,一些永久性凍土層也在不斷萎縮。這種變化正在加速,也許是不可逆轉的。
此外,針對北極的大量破壞性人工開採,也被專家認為是一個影響北極海冰的重要因素。
研究數據表明,2019北極格陵蘭島損失了6000億噸冰,而從2002年-2019年,格陵蘭島總共損失了45500億噸冰。
在這些因素綜合影響下,北極渦旋的變得瘦弱了,對冷空氣的控制能力下降。時不時出現異常,冷空氣趁機南下。
當然,專家還提到拉尼娜現象,也是今年冬季特別冷的另外一個因素。如果與前幾年美國的極寒氣候進行比對,北極渦旋的力量減弱,應該是主因。
意見分歧
北極冰蓋融化導致北極渦旋的力量減弱,這方面沒有太大爭議。不過,對於到底是什麼原因導致北極氣溫升高,冰蓋融化,專家們還是存在不同的觀點。
比較普遍的觀點是,人類活動產生了溫室效應,但也有專家認為,這並不能解釋北極氣溫為什麼突然上升。
有俄羅斯研究員提出,北極變暖的驅動因素是北極附近阿留申群島發生的一系列大地震引起。
該研究員分析了從上世紀初到現在的北極溫度變化數據,找到兩個突然變暖的時間點,一個大概在上世紀20-30年代,另一個則是從上世紀80年代至今。
而阿留申群島在20世紀也恰好發生過兩次大地震,每次地震的時間都比北極氣溫突然升高找了15-20年。
俄羅斯研究員認為兩者之間有密切的聯繫,當然,該研究員還有其他的證據,在此不詳述。
總結
儘管北極氣溫升高的核心原因仍然存在不同說法,但我們不可否認溫室效應所帶來的巨大影響。
由於現代工業社會過多燃燒煤炭、石油和天然氣,導致大氣中的二氧化碳、甲烷等溫室氣體排放量持續增加。
據國際能源機構估計,如果按照目前的二氧化碳生產率,不久的將來,溫室氣體的排放量將達到臨界值,到時全球氣溫將會上升2攝氏度,而且似乎已很難避免。
肆虐澳大利亞的叢林大火就是一個例子。氣候異常給澳大利亞帶來了持續更長時間,更加頻繁的極端高溫,也讓植被更加乾燥易燃。
此外,溫室效應還將產生海平面上升、土地沙漠化等等一系列影響,如今的各種極端天氣也是給人類敲響了警鐘。