2018年3月2日星期五

北極太暖,所以歐洲太凍?

儘管3月已到,應是北半球春季伊始,但歐洲多地由2月底起的過去數天一直處於嚴寒狀態,例如羅馬事隔6年來首度下雪。大家都很關注歐洲大雪天氣及相關民生影響,較少人留意(儘管也不是沒有人談及)的現象是,北極附近同期其實十分溫暖,較歐洲還和暖,甚至氣溫超過零度(本文全部用攝氏)。

原來,這2個現象是有關連的。

首先,請看文首來自《華盛頓郵報》2014年的圖片。北半球冬季時,北極天氣寒冷,令當地出現冷空氣的低氣壓系統,空氣由西至東逆時針高速流動旋轉,稱為「極地渦旋」(polar vortex)

同類系統在南極都會出現,而極地渦旋,在同一平面上會有幾個中心,冷空氣繞着幾個中心旋轉,而在大氣層的不同高度也會有各自渦旋,例如在對流層(troposphere)有一個,在較高的平流層(stratosphere)有另外一個。

同時,在南一點,會有「高速氣流」(jet stream),是指大氣層中由西至東高速移動的氣流,這個高速氣流是由南面較暖的空氣與北面較冷的空氣之間的溫差而造成。

這一個高速氣流會有一個把極地渦旋的冷空氣「困在」北極一帶的「功能」,如果高速氣流向南移,或者變弱,極地渦旋的冷空氣就會跟着向南移動,令中緯度以至更低緯度的地方變冷。北半球不少地方在冬季出現較平均寒冷的天氣,通常與極地渦旋的冷空氣向南移有關,北美洲2014年的情況(亦因此《華郵》當時製作了這幅圖),以至香港2016年年初曾出現大帽山低至零下6度、市區低至接近零度的天氣,都與極地渦旋的變化有關,當時美國和香港都有不少文章談及這個天氣現象。

必須強調,極地渦旋無可能永遠都保持強勁並在逗留在北極附近,而高速氣流也不能永遠都保持一定強度,因此北極的冷空氣久不久向南移,導致亞歐或北美洲嚴寒,是正常的。

不過,究竟為何極地渦旋的冷空氣會向南移,在不同地方以至不同例子,可以有不同原因。在2014年的北美洲,情況是加拿大西部有一個高氣壓系統把高速氣流推向北邊,令到北美洲大陸上的高速氣流向南移了,連帶極地渦旋也移向了北美洲。

歐洲目前的情況跟2014年的北美有分別,反而跟2016年的香港較相似,那就是北極天氣較正常和暖。

早在70年代就有科學家提出一個理論,名為「北極暖,大陸凍」(Warm Arctic, Cold Continents),簡稱「WACC」,或者用了類似讀音的英文字wacky(本身意思是「古怪」)作簡稱。簡單來說,就是當北極冬季天氣較正常和暖(更學術的說法是「突然平流層變暖」,Sudden Stratospheric Warming),極地渦旋就會變弱,空氣移動速度減慢,而南一點的高速氣流是依靠氣流兩側空氣的溫差來維持,當邊的冷空氣轉弱,高速氣流的速度也會減慢,它把冷空氣困在北極的能力也減弱,於是冷空氣向南侵襲,而反過來南邊的暖空氣也會向北入侵,填補北極冷空氣向南流走後的空缺。這情況就會導致「北極暖、大陸凍」的現象。這個理論主要解釋歐亞大陸,「大陸」是指歐洲及亞洲,不適用於北美洲。

原本這個理論有爭拗,但近年這情況越來越頻繁,有很多實證證明,基本上這理論已經被當作驗證了。這種情況其實每數年出現一次,現在的問題在於:究竟這情況越來越常出現,以及程度越來越強,是否與全球暖化有關?又或者應問:全球暖化會否令這情況更常出現、程度更強?

如果兩者是有關係的話,那就可以駁斥一些人,每逢冬季嚴寒就會反問「又說全球暖化?很冷哦!低溫破紀錄呀!」的說法。

近日的歐洲寒流,一般人關心交通會否受阻、會否導致人凍死等問題,但科學家對北極的和暖天氣十分關心、甚至是憂慮,因為北極在冬季是長期沒有日照,在此情況下氣溫仍錄得正數,是不尋常的。在1980—2010的30年間,試過4個冬季是北極出現「零上」溫度,但這情況在過去5個冬季已出現了4次。格陵蘭北部Cape Morris Jesup氣象觀測站今年已有61小時錄得「零上」氣溫,不尋常地高。近日整體北極氣溫較正常高約20度。而且,即使全球平均氣溫一直上升,但歐亞大陸北部的冬季平均氣溫自1990年起是呈下降趨勢的。

這個現象亦可解釋,兩極的冰為何這麼重要。如果北極及北冰洋大部份地方長年結冰,冰會把熱直接反射,但如果冰融化變成水,水(海洋)是會儲蓄熱量。當北極的水在冬季再結冰,但期間又再融化後,下面海洋的熱量便會釋放出來,日積月累是會影響大氣層,令極地渦旋長遠變弱。

當然,說了這麼多,究竟全球暖化是否會令北極長遠變暖、繼而令歐亞大陸的極端寒冷天氣變得更頻密,科學家仍在研究及爭論中,始終天氣短期是會波動,要有更多數據才可證明。

本文章資料來源:
法新社:Icy Europe, balmy North Pole: the world upside down
路透社:'Wacky' weather makes Arctic warmer than parts of Europe
華盛頓郵報2017年9月文章:One of the most bizarre ideas about climate change just found more evidence in its favor

1 則留言:

  1. 谢谢网主费心编译分享,读着很长知识呢 (^O^)

    昨天开始我们这里气温陡升,且阳光明艳。早春气象,街上樱花已经三三两两。(✿‿✿)。

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