极地涡旋扰乱，为什么你的冬季天气可能会变得更加奇怪

北极周围被一股寒冷的空气漩涡所笼罩，这就是极地涡旋，一种自然天气现象，它使北极的空气保持稳定。但最近的研究揭示了一个令人不安的趋势：高纬度地区海洋变暖正在破坏这一极地涡旋，导致低纬度地区出现更多极端天气事件 。

研究发现，大约65%的弱极地涡旋(WPV)事件发生之前都会出现对流层气压异常。研究发现，高纬度海洋变暖，特别是北太平洋和巴伦支海-喀拉海的变暖，可以解释对流层气团的变化，这种变化有利于向上的波浪通量，从而扰乱平流层。这种变暖可能导致对流层气流发生大规模变化，减缓平流层涡旋​。研究还发现，海洋表面温度模式的持续性有利于极地涡旋的破坏，有可能提高亚季节到季节时间尺度的预测能力。

这项研究的结果对改善极端天气事件的预​​测具有重要意义。通过识别导致极地涡旋破坏的地表前兆和控制机制，该研究为使用高纬度海洋变暖指数开发WPV事件的概率预报提供了基础。这可以提高预测和预防极端寒冷天气的能力，极端寒冷天气对社会和经济有重大影响。

参考文献：Mostafa E. Hamouda, Alice Portal, Claudia Pasquero，Polar Vortex Disruptions by High Latitude Ocean Warming.    Geophysical Research Letters，doi.org/10.1029/2023GL107567 

一、什么是极地涡旋？

极地涡旋是一种大规模天气现象，存在于北极和南极上空的高层大气中，它涵盖了地球的两极。

北极极地涡旋以北极为中心，延伸至中纬度。​​​在冬季，它会变得更强烈、更明显，它包含一池极冷的空气。当北极极地涡旋减弱或中断时，会导致北极冷空气向南移动进入北美、欧洲和亚洲，从而导致严重的寒流。​

南极极地涡旋以南极为中心。​​南半球冬季最强。南极涡旋通常比北极涡旋更稳定，​​​​​​干扰不太常见，但一旦发生，就会对南半球的天气模式产生重大影响。​

极地涡旋通过与急流和其他大规模大气环流相互作用影响全球天气模式。其行为会影响世界各地的气温、降水和极端天气事件。​​​随着气候变暖，极地涡旋的变化会改变这些模式，可能导致更频繁和更严重的天气异常。

总而言之，极地涡旋是地球气候系统的关键组成部分，影响着全球范围内的天气模式。

二、高纬度海洋变暖如何导致极地涡旋的破坏？

高纬度海洋变暖可以通过一系列相互关联的大气过程破坏极地涡旋。

随着全球气温上升，高纬度海洋，特别是北太平洋和巴伦支海-喀拉海，经历了显著的变暖，这种变暖改变了这些地区的温度分布。海洋变暖导致对流层气压模式发生变化​​，具体来说，它可以在北太平洋形成低压系统，在欧亚大陆形成高压系统。这些压力异常改变了地表气团的分布​​，来自海洋的暖空气被吸入北极，而寒冷的极地空气则被向南推入中纬度地区。改变后的气团创造了有利于向上波通量进入平流层的条件，这种向上的能量运动破坏了平流层涡旋，导致其减弱或变得不稳定。平流层涡旋破坏可导致平流层突然变暖事件，平流层温度急剧上升，这可能导致极地涡旋分裂、摆动或移动，从而使寒冷的北极空气溢出到中纬度地区，其结果往往是中纬度地区爆发极端寒冷天气，对天气模式、农业和日常生活产生重大影响。

​三、思考

不同地区（例如北太平洋、北极）的具体海洋变暖模式如何对极地涡旋产生不同的影响？海洋变暖削弱极地涡旋的具体机制是什么？主要是通过大气遥相关，还是有其他重要因素在起作用？海冰变化在调节海洋变暖和极地涡旋破坏之间的关系方面发挥什么作用？这种关系中是否存在非线性或阈值效应，即海洋温度的微小变化会导致极地涡旋发生不成比例的巨大变化？

极地涡旋破坏如何影响世界各地的区域气候模式和极端天气事件（如热浪、寒流、强降水）？我们能否开发出更精确的模型来预测与极地涡旋破坏相关的极端天气事件的时间和强度？更加频繁和严重的极地涡旋破坏将带来哪些潜在的社会经济影响？社区如何适应这些变化？

极地涡旋破坏如何与北极涛动、北大西洋涛动和厄尔尼诺-南方涛动等其他气候现象相互作用？平流层动力学在调节极地涡旋和对流层天气模式之间的关系方面起什么作用？极地涡旋破坏将如何影响全球碳循环和其他生物地球化学过程？

这些有趣的问题旨在激发你的思考，助你更深入地理解，希望能为你带来新的启示和帮助~~~

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