Stanford University

极涡:背后的冷科学

大气科学足球外围网阿迪提sheshadri讨论了极涡是如何工作的,是什么驱使它的行为和为什么它似乎带来暴雨和严寒更频繁地比在过去的几十年。  

通过乔西garthwaite
时钟2019年2月5日
Temperatures
气温在北极的部分地区已接近冰点上一月29 - 比通常为隆冬的显著温暖 - 而冷空气的群众向北美的内饰暴跌。 (图片来源:约书亚·史蒂文斯/ NASA地球观测站)

极涡,低压空气的漩涡大气6英里起来,狠命许多美国中西部和东北晚2019年1月,气温冷到足以在几分钟内带来冻伤。 

周五,二月1,涡旋,它漏斗进入城市法戈匹兹堡底特律北极空气促使学校和企业倒闭,成千上万的航班取消,停止对邮件交付,并停电一知半解和减少加热的请求后28天内。至少21人死亡,数十天气有关的事故中受伤。官员警告居民留在里面,甚至气象学足球外围网开始预测春天般的天气和80度的温度波动在几天之内的可能性。 

这一切的极涡,通常徘徊在两上月的北极拆分后开始。 2,行星波在平流层断裂的结果,说足球外围官网大气科学足球外围网 阿迪提sheshadri.

“当极涡分裂成两个,大西洋盆地南急流运动,它需要所有的风暴吧,说:” sheshadri,地球系统科学在足球外围官网的助理教授 School of Earth, Energy & Environmental Sciences (斯坦福土)。 “我们有一个给定的事件什么时候暴风雨可能罢工,但平均看到涡分裂后一两个月的影响时不知道。”

sheshadri解释了极涡和天气的危险影响,在地球表面的经历,这种现象如何与二氧化碳排放量背后的科学,为什么漩涡可望带来更多的冬季风暴和北极空气给美国部分地区和西欧在今后几年。

什么是极涡?

阿迪提sheshadri:极涡形成,因为两极和赤道之间的温度差,每年冬季。在平流层,阳光基本上得到了深秋和初冬切断 - 这使得它非常寒冷,而赤道仍然相当热烈。 

喷射形式以平衡该温度差。这架飞机就是我们所说的极涡和极夜喷气机。它在围绕极点10公里或多于6英里地球表面上方一个完整的圆流动。 

Polar vortex 2019
NASA的大气红外探测器仪器捕获的对流层喷射流从加拿大中部移动到从扬美国中西部。 20至一月29,2019,带来暴雨和寒冷的北极空气吧。 (图片来源:NASA / JPL-加州理工学院宣扬项目)

是什么驱动极地涡旋的行为?

如:这是在隆冬时节最强的时候,温差为最大。但在同一时间,极涡是这样的生物。它的影响在地球表面形成波,这让兴奋的像流动的东西动过山或流动过陆地和海洋,它被加热到不同的程度。如果地球表面是完全平坦的 - 如果您有相关的海洋水色一个围绕地球所有的方式 - 那么极涡不会分手。 

空气的这种流动,被称为 Rossby波,向上传播到平流层,在那里他们打破就像波在海滩上打破。你有这样的旋涡多数民众赞成和平绕柱子下去。每一个波打破的时候,它赋予势头的旋涡。 

有时断裂波可以足够强以置换涡流在极,或者甚至逆转涡流的方向。当这种情况发生,在平流层的温度可以在一周内由50度上升。这真是一个极端的事件。 

这些波也有可能扰乱漩涡不够,它分裂成两个部分,称为子旋涡。 

Cloud streets

冷的时候,北极空气倒在大湖的相对较温暖的表面在一月下旬2019年,它产生上升的暖湿气流和下沉冷空气的平行缸。一个结果?云街道:积云长行时, 可生产雪(图片来源:NOAA环境可视化实验室)

当涡分裂会发生什么?

如:一个段通常在移动西伯利亚和北美各地的其他动作。一旦出现这种情况,喷射流中的对流层大西洋转移到南部。 

多数民众赞成通常由绕柱子急流抢下寒冷的北极空气然后能够进入中纬度地区在东海岸,中西部和超过西欧。 

风暴,沿着急流骑,南下了。他们不一定马上转移:它可能需要几个星期的时间他们组织起来回应并赶上飞机。这将击中加拿大来,撞上纽约和芝加哥,而不是风暴。

Polar vortex split
1989年至1998年,有在隆冬没有分裂旋涡事件。但近几十年来,这些事件已经发生更加频繁。该动画显示,2009年极涡分裂(图片来源:阿迪提sheshadri)

为什么不极涡带来类似的天气西海岸?

如:我们不太知道为什么极涡并不影响太平洋地区,但我们有一些初步的假设。我们认为这是与在两个盆地射流的位置。在大西洋盆,喷流位于高纬度地区。在太平洋地区,它更接近赤道。

地形也可以起到一定的作用。在大西洋盆地,空气流过洛矶山和波脱落那些山高的并影响喷射流。在太平洋地区,急流进一步远离可能产生破坏性的波浪,山脉。

大行情标点符号图标

极涡是这样的生物。它的影响在地球表面形成波,这让兴奋的像流动的东西动过山或流动过陆地和海洋。

如何人类活动影响极涡?

如:在大气中增加二氧化碳冷却平流层,这可能会增加的两极和赤道之间的温差,加强极地涡旋。有也有一些模型的证据表明,在对流层向上传播的波越来越随着全球变暖,更有活力,从而导致更多的忐忑极区平流层。

极涡本身不是新的,但似乎现在每年要影响表面上天气的方式,它在最近的记忆都没有。是什么改变了?

如:术语“极涡”自上世纪40年代末已经出现。它形成了每年冬季和春季打破了。但在过去的20年左右,极涡已经非常,在隆冬季节很不安。 1989年至1998年,然而,现在正值隆冬没有分裂旋涡事件。如果你看一下开始于1979年,卫星数据开始时,极涡活动,到现在为止,无论是涡分裂或变成平均每一年流离失所只有一次。

我们不明白是什么驱动这些事件从十年到十年的变化,但他们肯定更频繁地发生。

顶级的视频显示北半球极地射流是美国航空航天局/戈达德太空飞行中心的科学可视化工作室的礼貌。

媒体联系人

乔西garthwaite

School of Earth, Energy & Environmental Sciences

(650)497-0947, josieg@stanford.edu

阿迪提sheshadri

School of Earth, Energy & Environmental Sciences

aditi_sheshadri@stanford.edu

图标图标列表中的网站上使用邮件LinkedIn双胡萝卜左左箭头双胡萝卜播放机Instagram的胡萝卜引用Facebook的推特减去搜索菜单箭头时钟