北極濤動

北極濤動

受低氣壓系統支配
1955~2004年1月500hPa高度場和同期我國107個測站最高和最低氣溫的逐月資料,計算極端氣溫與北極濤動指數的相關矩場,并對此相關矩場進行經驗正交函數分析來研究我國最高和最低氣溫對北極濤動響應的年際變化。北極濤動指數定義為1月500hPa标準化高度場經驗正交函數分解所得到的第1時間函數。研究過程中對北極濤動一般年份和異常年份兩種情況進行比較分析。研究發現北極濤動指數的正負極端異常年份,對我國冬季同期最高和最低氣溫有十分明顯的影響。我國冬季最高氣溫響應主要表現地域是長江中下遊、華北和河套地區,最低氣溫的響應主要表現地域是東部沿海和長江黃河上遊地區。[1]
  • 中文名:北極濤動
  • 外文名:The Arctic oscillation
  • 别名:
  • 釋義:北半球中緯度與北極氣壓形勢差
  • 代表意義:代表北極地區大氣環流重要指數
  • 分類:分為正位相和負位相
  • 相似概念:北大西洋濤動
  • 氣候影響:“濤動”導緻“冷冬”

簡介

北極通常受低氣壓系統支配,而高氣壓系統則位于中緯度地區。當北極濤動處于正位相時,這些系統的氣壓差較正常強,限制了極區冷空氣向南擴展;當北極濤動處于負位相時,這些系統的氣壓差較正常弱,冷空氣較易向南侵襲。

北大西洋濤動和北極濤動二者有相似之處。于是有争論關于哪一個更符合空氣動力學的基本原理。Ambaum et al。稱北大西洋濤動應該用更好的物理學的理論加以定義。

在過去的半個世紀,北極濤動指數在正值和負值之間轉換。1970年開始,指數開始趨向正值,北極氣壓低于平均氣壓,引起歐亞北部和美國大部分地區的相對高溫。

2010年伊始,北半球經曆了似乎比往年冷許多的冬季,科學家認為是北極濤動引起的。北極的氣壓高于平均氣壓,将更多的冷空氣擠向中緯度地區。

北極濤動The Arctic oscillation(AO)指數是關于北緯20度以北海平面氣壓的非季節性變化的主導狀況。它的特點是北極的指數和北緯37至45度的指數大緻相反的态勢。這個指數由David Thompson 和Jone Michael Wallace在2001年提出。

主要影響

2010年1月2日,瑞士天氣嚴寒,寒潮給歐洲大部帶來強降溫。

通常北極極地中心為低氣壓控制,有着極冷的空氣,并被周圍的高氣壓包圍着。這種“南高北低”的态勢稱為北極濤動正位相。在這種情況下,冷空氣都被限制在極地範圍,因此人們會感覺冬天也不那麼冷。

但是從21世紀初開始,北極濤動正位相逐步減弱,開始向負位相發展,也就意味着,“南高北低”逐漸轉為“南低北高”,北極極地中心逐漸被高氣壓控制,之前一直限制在極地範圍的冷空氣就被排擠南下,導緻寒流出現,從而影響北半球中高緯度地區氣溫。2009/2010年正是這種情況,而被排擠出來的三股冷空氣就正好影響了東亞、歐洲及北美三個地方,造成極端冷事件。

專家解讀

2009冬嚴寒

2009年冬季,包括亞洲北部、美國東部、歐洲等北半球各地遭遇罕見嚴寒,其原因是由北極約30年一次的釋放寒冷空氣這一異常現象引起的。

日本氣象廳表示,已經确認北極圈的寒冷氣體存在蓄積和釋放反複循環的“北極濤動”現象,這種現象對北半球的氣候造成了巨大影響。今冬北極釋放出的寒冷空氣指數,通過可信的數據計算,是自1979年以來的最大值。其結果導緻中緯度地區氣溫較平常年份降低,北極周圍地區氣溫較平常年份升高。

2009年冬季,南美秘魯海面的表面溫度異常上升,産生了“厄爾尼諾”現象,赤道附近較平常年份氣溫有所升高。日本雖然也受到“北極濤動”的影響,但今冬季節發生的“厄爾尼諾”現象較強,因此盡管溫差較大,但平均氣溫高。

“濤動”導緻“冷冬”

袁子鵬介紹,北極濤動的最大影響,就是帶來北方的冷空氣。一般北極是北半球的冷空氣源地,這裡該最冷。但是2009年有了異常變化,北極圈外的西伯利亞是最冷的。而中國北方的寒冷主要與西伯利亞的寒流有關,這使得冷空氣長驅直入遼甯,導緻“冷冬”的出現。

氣象部門統計顯示,2009年10月19日,遼甯進入了冬天,比常年提前1天。雖然入冬僅提前一天,但是随後的寒冷卻讓人印象深刻:寒潮天氣頻出,大範圍的降雪次數已達16次,成為有完整氣象記錄以來,大範圍降雪次數第二多的年份,僅次于1965年。

北極濤動是氣候異常現象,按年度變化有相應的準周期,但因為大氣環流的變化,讓其運動的規律并不确定。而資料顯示,“濤動”在季節内有40-60天的周期,還有2年、11年周期。

在遼甯,氣候也受到北極濤動的影響,隻因它所作用的位置不同,所以産生的情況也不盡相同。如在2008年出現了北極濤動,它所帶來的直接影響就是北方幹旱少雨,而南方卻出現雨雪冰凍。這種情況的出現,是因為冷空氣長驅南下,影響到長江流域一帶,作用的位置不同,影響就不一樣。

全球變暖難抑制

2009年冬天的嚴寒氣候,能否阻擋全球變暖的趨勢呢?袁子鵬告訴記者,全球變暖的大趨勢不會改變。

他表示,在全球變暖背景下,在某一年出現北極濤動異常,造成冷空氣比較活躍,這種現象十分反常,是一種極端天氣氣候發生的表現。2009年北方頻繁的雨雪天氣以及南方五省出現的幹旱都是對應的,這些也都是極端的天氣氣候。這些極端天氣事件的頻發,證明着全球變暖的趨勢是不可逆轉的。

全球氣候變暖,不僅僅使全球平均溫度升高,而且使得高溫、幹旱、寒潮、暴雪、暴雨等極端天氣發生的概率增加。

2010年寒潮

2010年1月,寒流和暴風雪強烈襲擊北半球,緻使亞洲、歐洲、北美洲衆多國家交通癱瘓,民衆正常生活被打亂,并造成百餘人喪生。

韓國:大部分地區1月4日遭遇大雪,至下午2時許,首都首爾地區積雪累計超過28厘米,是自1937年有記錄以來積雪最厚的一次大規模降雪。美國:一場暴風雪給東北部佛蒙特州帶來83厘米降雪,打破了1969年創下的76厘米的降雪紀錄。紐約州一些地區積雪厚度已超過1米。有近10人因寒冷天氣死亡。

英國:英國正在經曆自1981年以來時間最長的一次寒潮。降雪迫使英國關閉了包括第二大機場蓋特威克機場在内的衆多機場,而倫敦盧頓機場等一些機場的許多航班也被延誤。

2012年寒潮

自1月23日以來,受頻頻襲來的冷空氣影響,中國黑龍江漠河、内蒙古呼倫貝爾等地出現-40℃低溫天氣,其中一些地區低溫天氣已持續十多天。1月30—31日,呼倫貝爾市海拉爾站(-42.9℃)、滿洲裡站(-42.2℃)、陳巴爾虎旗站(-45.5℃)、新巴爾虎右旗站(-38.6℃),錫林郭勒盟蘇尼特左旗站(-35.8℃)日最低氣溫達到或超過極端低溫阈值,出現極端低溫天氣事件。

意大利:部分地區被冰天雪地覆蓋。意大利北部和中部交通因降雪出現混亂,有600多名旅客不得不滞留在火車上過夜。嚴寒造成一個嬰兒、一名76歲老人和一名流浪漢死亡。當地氣象台表示,這是意大利27年來最冷的一個冬天。

法國:近半地區發出嚴寒警告。軍隊在巴黎建立600個庇護中心收留無家可歸者。

德國:柏林降雪也在持續,氣溫降至-10℃。

比利時:布魯塞爾著名的旅遊景點小尿童雕塑因低溫導緻結冰而“罷工”。

波蘭:氣溫驟降到-32℃。警方表示,2日再有9人被凍死,使自上周降溫以來波蘭被凍死的人數增加到29人。

烏克蘭:是在這一場寒流當中受影響比較大的國家。據烏克蘭衛生部2日發布的統計數據,過去一周,國内總共有101人被凍死,其中64人在街頭被活活凍死,還有一些人被送到醫院後不治。首都基輔2日的氣溫降至-27℃,喀爾巴阡山脈地區氣溫跌穿-30℃。數以萬計的民衆躲到2000多個臨時庇護中心避寒。

日本:全國各地區普降大到暴雪,部分地區積雪甚至超過5米。截至2日,日本北部持續數周的暴雪引發了雪崩并導緻交通網絡中斷,已導緻至少56人喪生。日本的北海道和本州島北部已被厚雪覆蓋。日本青森2日氣溫降至-9.2℃,積雪深達4.29米。

羅馬尼亞、塞爾維亞和保加利亞等歐洲國家:共計有至少30人因寒冷天氣死亡,其中羅馬尼亞22人死亡。在保加利亞首都索菲亞,有地方媒體報道稱提款機裡的錢被凍住,導緻提款機出現故障。嚴寒還緻使多瑙河部分河段結冰。為保護船隻,保加利亞當局不得不把一些船轉移至其他港口。塞爾維亞有至少10000人因交通中斷被困在偏僻的村莊裡。波斯尼亞一些村莊也隻能靠軍方直升機空投食物和其他必需品。在拉脫維亞,單首都裡加就有10人被凍死,其他地區死亡人數還有待統計。在愛沙尼亞,由于氣溫降至-30℃以下,主辦方不得不停止舉辦滑雪比賽。

2016年寒潮

本該是厄爾尼諾造成暖冬,但由于厄爾尼諾引發了北極濤動,北極大量冷空氣南下,造成了冷冬。

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