【天文台科普】极地涡旋到底系乜？美国中西部严寒天气全因它导致

（原文取自天文台网页，大小标题、引言及内文，经过香港01编辑修订）

2019年刚开始，南北半球均出现极端温度。南半球的澳大利亚经历了极不寻常的热浪及有记录以来最热的1月，南澳大利亚部分地区的温度超过49°C；在北半球，“极地涡旋”为美国中西部带来严寒天气，据媒体报导，芝加哥的温度跌至-30°C，甚至较南极部分地区还要冷。每逢地球上某些地方出现严寒天气，可以预期气候变化否定者会乘机散播疑团，质疑人为气候变暖。否定者常用的技俩是把短期天气波动与长期气候趋势混为一谈。然而，短期的天气波动并不构成长期气候的趋势。正如美国的气候专家指出，我们应该着眼于大形势，而不应把目光聚焦在一段短时间内和地球上一个细小的范围。全球来说，过去12个月陆地的高温与低温纪录的比例明显倾侧，约为8.3比1[1]。从更长的时间尺度来看，在以往117年期间全球几乎每个角落都经历暖化趋势（图一）。

那么，极地涡旋又如何呢？它是否正经历任何转变？正如图二所显示的北半球情况，极地涡旋是大气高层的紧密旋转气流，它把冷空气限制在北极地区。假如极地涡旋偏弱，西风急流会减慢，容易出现较多波动，这有利北极气团南侵并为中纬度地区带来严寒天气。近期一项研究发现在全球变暖的背景下，过去四十年极地涡旋的偏弱状态越趋持续[2]。科学家认为由于北极海冰的缩减，暴露出来的海洋释放更多热量到大气中，因而影响了大气环流。透过“气候—反射率”的回馈机制，北极海冰的缩减亦助长北极的暖化：较少海冰 -> 较深色的海洋暴露出来 -> 吸收更多太阳热力 -> 海冰进一步减少。目前，北极的暖化速度是全球平均的两倍。这个暖化速度的差异使极区与赤道之间的温差减少，继而减弱了极地涡旋和西风急流，使西风急流较为波动，有利北极冷空气南侵。近期一项研究更指出，变暖的北极意味着美国东北部的冬季更冷和更大雪[3]。

进一步证明或推翻前述的理论需要更多研究，然而我们在气候变化下却不能再躭误时间。2017年大气中二氧化碳浓度达破纪录的405.5 ppm并继续上升，2018年的全球二氧化碳排放量势将创新高。假如我们仍想达至巴黎协定的目标，碳排放必须显著减少。正如联合国《2018年排放差距报告》所指，假如要把全球升温控制在2°C之内，巴黎气候峰会达成的减排力度要增加至三倍左右；假如要把全球升温控制在1.5°C之内，减排力度更必须增加至五倍。是时候提高我们对抗气候变化的力度了。

参考：

[1] Bitterly cold extremes on a warming planet: Putting the Midwest’s late January record cold in perspective
https://www.climate.gov/news-features/blogs/beyond-data/bitterly-cold-extremes-warming-planet-putting-midwest%E2%80%99s-late-january
[2] Winter cold extremes linked to high-altitude polar vortex weakening
https://www.pik-potsdam.de/news/press-releases/winter-cold-extremes-linked-to-high-altitude-polar-vortex-weakening
[3] Warm Arctic means colder, snowier winters in Northeastern U.S.
https://news.rutgers.edu/news/warm-arctic-means-colder-snowier-winters-northeastern-us-study-says/20180309

原文：全球变暖下的“极地涡旋”

作者：香港天文台李细明、岑富祥