极地涡旋和极地急流：美国冰冻天气的背后是什么？

现在是北半球的“寒冷的仲冬”——因此，如果您生活在隔热良好的岩石下，那么世界许多地方的寒冷天气和降雪就不足为奇了。然而，本月美国部分地区出现的特别低的气温可部分归因于另一种现象：极地涡旋。

极涡是在地球两极上方旋转的低压冷空气系统。南极上空有一个– 但对于这个故事，我们将重点关注北极上方的那个。北极上空，平流层中风逆时针流动大约16 至 50 公里（10-30 英里）高。

它与极地急流密切相关，极地急流是极涡边界形成的强风流。这些力量共同帮助将冷空气困在两极周围。然而，极地涡旋可能会因多种因素而受到干扰或减弱，导致冷空气逸出并进入低纬度地区。

最值得注意的是在冬季，冷空气的盘旋涡流可能会崩溃，导致极地急流变得“波浪状的”，在包括北美和欧洲在内的低纬度地区引发格外寒冷的天气。

如果您很难在脑海中想象这一点，请查看下面由美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 绘制的精美简单图表。

这种影响在一定程度上是目前美国许多地区气温下降的原因。 2025 年 1 月第一周，气温结冰，而阿巴拉契亚山脉、俄亥俄河谷、中大西洋、五大湖和东北部的大部分地区预计将出现大雪。

但请记住，并非美国所有地区都受到影响。该国西部大部分地区的气温接近正常季节，甚至高于平均气温。

科学家们越来越擅长预测极涡扰动和全面崩溃何时发生。根据美国国家海洋和大气管理局，预测主要基于两个因素：首先，“低层大气中持续的天气模式[...]可以放大垂直进入平流层的大规模大气波”；其次，平流层中的某些风将这些波引导至极地涡旋，导致涡旋的风迅速减弱。

然而，即使使用最新的技术和专业知识，这些事情仍然很难预测。 2024 年 12 月，NOAA 表示，2024 年至 2024 年冬季将出现 55% 的变化，将出现强烈的极地涡旋且不会崩溃。

正如我们所看到的，事情的结果有些不同。

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