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天寒地凍的肇始 極地渦漩的驚心「凍」魄

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[LV.Master]伴壇終老

2015-2-21 22:04 | 顯示全部樓層
天寒地凍的肇始 極地渦漩的驚心「凍」
文:台灣颱風論壇 / 陳柏宏

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封面 / 受到冰風暴侵襲,芝加哥降至零下52度 (圖:Daily Mail)

2015年初美國東岸及加拿大受到來自北極的冷空氣肆虐,進入長時間的「冰凍」時期,華府更創下20年以來的新低溫紀錄,嚴寒低溫及暴風雪的劇烈天氣持續了好一陣子,一波波的冰風暴影響上千萬的居民,同時對民眾的食衣住行造成嚴重衝擊,經濟損失更是難以估計。

闖禍元凶   
在災難電影《明天過後》出現的五大湖結冰、雪埋公路、航班癱瘓、工商停擺等誇張劇情在這幾年頻繁上演,而這些現象為何會發生呢?氣象專家將禍首歸咎於極地渦旋(polar vortex)

極地渦旋的形成
極地渦旋(Polar Vortex)是一股持續的、大規模的低壓系統,長期存在於南北兩極的對流層中層至平流層中,並且隨著地球自轉在北半球是逆時針方向旋轉,南半球則相反,在氣象上稱之為「極渦」。簡單的說,極渦是極區的高空系統,他並不會直接影響到陸地,在冬季時達到最強,夏季時減弱。

當極渦越強,低氣壓的內聚力越強,能將極區的嚴寒冷空氣牢牢地鎖在極圈內(圖二)。而當暖空氣進入極區時,使得平流層急劇增溫,此時平流層中的極地渦旋會減弱甚至反轉,受到暖空氣的推擠,極渦往南移動,原本牢牢鎖在極區的冷空氣潰敗往中緯度地區流竄(圖三),此時西風噴流也比正常時期更劇烈幅度的蛇行與擺盪。

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圖二、極地渦旋穩定固守,將冷空氣牢牢鎖在極圈內。


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圖三、暖空氣往極圈推進,使得極渦減弱甚至南移,冷空氣往中緯度地區擴散。

極地渦旋的影響
極地渦旋往南偏移擠壓原本洋面上暖濕空氣的位置,造成冷暖空氣劇烈的對流活動,當溫度夠低時就會降下大雪。擺盪、蛇行的西風噴流往南凹陷稱之為「槽」,會誘發及增強地面上不穩定的低壓系統,並伴隨強風、雨雪等劇烈天氣,發展強盛的溫帶低壓亦能將北極的冷空氣引入較低緯度的區域,進入嚴寒冰凍世界。

高空噴流凸起的部分稱之為脊,在低對流層發展出高氣壓。北半球的高壓順時針環流將暖空氣引入,此時阿拉斯加及美西的天氣相對穩定而且溫暖。類似的大氣環流配置也會出現在歐洲及亞洲,如北歐偏暖、中歐及東歐寒冷、日本及韓國冰天雪地
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圖四、蛇行的西風帶,西風槽與高壓脊

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圖五、2015年02月20日12Z 500hPa位勢高度與距平(圖:Tropical Tidbits)

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圖六、2015年02月20日12Z 北美溫度分布(圖:Tropical Tidbits)

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圖五、2014年加拿大多倫多受到冰風暴襲擊出現零下40度低溫(圖:Agence QMI)

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圖六、2015年二月冰風暴再襲北美,多州進入緊急狀態,許多學校同時停課(圖:美聯社)

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圖七、2015年冷空氣自北極大舉南下冷平流雲系相當明顯(圖:NOAA)


延伸閱讀/參考資料:
北極渦旋再發威!美日台灣都急凍!/ 公視有話好說
極地渦旋的驚心「凍」魄 / 科學月刊
高空的擾動影響全球氣候? / 泛科學
最近更新 / 2015.02.22.16:57

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[LV.Master]伴壇終老

Typhoon|2015-2-22 17:34 | 顯示全部樓層
今年台灣地區的冬季平均溫度較往年冬季平均溫度相對溫暖許多
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[LV.5]常住居民I

羅鼎鈞@FB|2015-2-28 23:05 | 顯示全部樓層
的確,今年台灣冬天比較溫暖,可能是因為比較少下雨的關係加上來台灣的冷氣團或寒流又沒幾個,不過今年就要擔心旱災了,要是雨下的不多,那恐怕又會看到第三階段的水情燈號了...真的是要節約用水才是
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[LV.8]以壇為家I

黃柏勳|2016-1-27 22:30 | 顯示全部樓層
今年實在是有夠怪... ...   
之前熱得要死還說是暖冬,厚襖大衣都收起來了才又出現一個寒流,都不知道要怎麼辦了!
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[LV.Master]伴壇終老

開梅|2016-1-29 01:17 | 顯示全部樓層
圖三文字『冷空氣鎖不位南侵』這句我被卡了一下,應該是指暖空氣推擠,極地鎖不住冷空氣,導致冷空氣大舉南下入侵吧?我讀了好幾遍,對照大大文意這樣解讀的。
這是篇很實用的文章,給了大家一個答案,圖文並茂。

點評

那是"住"哦 XD  發表於 2016-1-29 11:05
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