異常寒冷等於無全球暖化？再解構極地渦漩

美國正面臨異常寒冷天氣，中西部州份明尼蘇達曾在周三早上出現 -55°C 極度低溫，全美至少八人因寒冷天氣死亡。當地人自然嚴陣以待，例如芝加哥放火燒鐵路，避免過凍影響行車。不過，同一時間北極卻出現異常溫暖天氣，氣溫比平均高 14°C 。

地球究竟發生了甚麼事呢？這一系列極端天氣其實源自極地渦漩 (Polar Vortex) 。

北半球有兩個極地渦漩，相互疊加。較低緯度的更準確地應稱為高速氣流 (Jet strream) 。這道全年存在、蜿蜒的強勁西風帶，位於地球表面 11 公里高空（對流層 Troposphere），影響著北半球日常高低壓天氣系統，無論是藍天白雲、暴風雨、冷暖天氣也與其有關。

而在高速氣流上空、約 48公里的平流層 (Stratosphere) ，則是所謂的真正極地渦漩，這道較圓風帶也會圍繞北極，但只在冬天形成。

這兩道風帶同時存在，是因為較寒冷的北極與較溫暖中緯度地區之間存在很大溫差。兩地溫度不同會產生壓力差異，空氣會從高壓區域流向低壓區域形成「風」，自轉的地球然會將風推向北半球右方，形成這些西風帶。

Credit: L.S. Gardiner/UCAR

那為什麼極地渦漩的冷空氣會南下？

在過去 50 年，人類活動產生的溫室氣體排放量令全球比前工業時期升溫約 1°C。然而，這只是全球平均數值，部份地區如北極地區已經變暖兩倍有多。

北極暖化得更快主要是因為當地融冰加劇，原本海冰、冰蓋可反射部份陽光，但現時更多海面和陸地被曝露，地表便可吸收更多太陽熱量；亦由於北極暖化，北極與中緯度地區的溫差減少，同時減少兩地之間的壓力差異，令高速氣流變弱，變得更為蜿蜒曲折。

當然，高速氣流的南北波動會在大氣中產生波浪能 (wave energy) ，如果這種能量夠強且可持續，可向上傳遞至平流層，影響極地渦漩，並被扭曲。

在某些情況下，這些被扭曲的極地渦漩會分裂成兩個甚至更多的蜿蜒渦漩；通常這些分裂出的渦漩往往會向南流動，並帶著北極冷空氣，卻令北極變暖，而其中一個渦漩正正在北美洲上空，影響美國大部份地區。香港在 2016 年也曾遭遇類似情況，但當然影響並不如較北的美國等地。

美國羅格斯大學大氣科學家 Jennifer Francis 在 The Conversation 指出 ^[1] ，極地渦漩分裂會自然出現，但隨著氣候變化很大可能變成更常出現的冬天極端天氣。其他研究也顯示 ^[2] ，平流層極地渦漩正在改變，而這種趨勢正好解釋到北半球異常寒冷的冬季天氣 ^[3] 。

毫無疑問，這種來自極地渦漩的極端寒冷天氣，會引發懷疑論者質疑全球暖化是個騙局。美國總統特朗普自然是其中一個，並在 Twitter 發文揶揄全球暖化「快點回來，我們需要你！」美國國家海洋及大氣管理局 (NOAA) 亦迅速以一卡通圖回應總統，現時的異常寒冷並不證明無全球暖化，相反更顯示暖化嚴重，因為較暖海水溫度，才會造成更多水氣，才會有更多的暴風雪。

In the beautiful Midwest, windchill temperatures are reaching minus 60 degrees, the coldest ever recorded. In coming days, expected to get even colder. People can’t last outside even for minutes. What the hell is going on with Global Waming? Please come back fast, we need you!

— Donald J. Trump (@realDonaldTrump) January 29, 2019

Winter storms don't prove that global warming isn't happening. https://t.co/LDqfq4JH9npic.twitter.com/ndmLD637Cb

— NOAA Climate.gov (@NOAAClimate) January 29, 2019

氣候系統是複雜的，其變化往往非顯而易見或易於理解。再看看那邊廂南半球，澳洲出現持續熱浪，部份地區出現 47°C 高溫，連蛇也忍受不住，不斷入侵民居廁所浴室降溫。到底懷疑論者是否活在平衡時空，才會對這些氣候變化視而不見呢？

參考：

1. Francis, J. (29 January 2019). How frigid polar vortex blasts are connected to global warming. The Conversation. https://theconversation.com/how-frigid-polar-vortex-blasts-are-connected-to-global-warming-110653
2. Zhang, J.K., Tian, W.S., Chipperfield, M.P.  & et al. (2016). Persistent shift of the Arctic polar vortex towards the Eurasian continent in recent decades. Nature Climate Change 6, pages 1094–1099 (2016). doi: 10.1038/nclimate3136
3. Kretschmer, M., Coumou, D., Agel, L. & et al. (2018). More-Persistent Weak Stratospheric Polar Vortex States Linked to Cold Extremes. Bulletin of the American Meteorological Society 99(1). doi: 10.1175/BAMS-D-16-0259.1

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