極渦とは正確には何であり、それは天候にどのように影響しますか?

極渦とは正確には何であり、それは天候にどのように影響しますか?

2021年XNUMX月の初めに 大雪が米国北東部を襲った、一部の地域では十分に XNUMXフィートの雪。 ほんの数週間前、スペインは経験しました 歴史的で致命的な吹雪 及び 危険なほどの低温。 北シベリアは寒さに不思議ではありませんが、2021年XNUMX月中旬に いくつかのシベリアの都市 報告された気温はマイナス70F(マイナス56 C)未満です。 メディアの見出しは、 極渦が到着しました、どこにぶつかっても冬の大混乱を引き起こすのは、ある種の氷の竜巻であるかのように。

As 大気の 科学者たち、極渦という用語が寒い天候の爆発を大まかに指すために使用されるとき、私たちはうんざりします。 実際の 極渦 裏庭に雪を降らせることはできませんが、極渦の変化により、冬の天候のためにサイコロがロードされる可能性があります。今年は、サイコロがYahtzeeを転がしました。

極渦とは正確には何であり、それは天候にどのように影響しますか?2021年初頭の弱い極渦は、米国北東部に寒さと冬の嵐をもたらす曲がりくねったジェット気流を作り出しました。 AP写真/ジョン・ミンチーロ

冬の風

極渦は、各半球の冬の間に北極と南極を取り囲む巨大な10次元の風の輪です。 これらの風は、地球の表面から約30〜16マイル(50〜XNUMX km)上にあり、 成層圏。 それらは西から東に時速100マイル(160キロ)を簡単に超える持続速度で吹きます。 の暗闇の中で 冬の極夜、極渦内の温度は、マイナス110 F(マイナス79 C)よりも簡単に低くなる可能性があります。

幸いなことに、成層圏の極渦自体は玄関の外には現れません。 極渦は冬の天候に影響を与えますが、それはドミノのようなものです。それが倒されると、一連のイベントが始まり、後で荒天になります。

極渦の強さは冬の間大きく変化する可能性があり、これらの変化は強さと位置の変化につながる可能性があります ジェット気流、極渦の下の対流圏の空気の流れの速い川。 ジェット気流が変化すると、気象システムの動きに影響を与え、世界のさまざまな地域で、はるかに暖かいまたは冷たい、あるいははるかに湿ったまたは乾燥した状態が見られるようになります。

2021年の初めの極渦の崩壊は劇的でした。 Zachary Lawerence / CIRES / NOAA。

ドミノ効果

地球の大気は流体のように動くXNUMXつの巨大な空気の殻であるため、極渦は低高度で地球の周りを移動する天気と相互に関連しています。 ジェット気流と天候の通常の変動は、成層圏の渦の構造を乱す可能性があります。 ゴムバンドのように、渦は通常、通常の形状とサイズに戻り、強風と低温を維持します。

極渦とは正確には何であり、それは天候にどのように影響しますか?XNUMX月(左)とXNUMX月(右)の間に、極渦は完全に北極から離れ、その構造的完全性の多くを失いました。 ザカリー・ローレンス/ CIRES / NOAA

しかし、時々、これらの天候とジェット気流の変動は、極渦のバランスを崩し、その形状、場所、温度、および風に重大なぐらつきを引き起こす可能性があります。 これが起こると、極渦の構造的完全性が崩壊し始めます。 これが一定期間にわたって十分頻繁に発生する場合、風が弱まり、渦が暖まるにつれて、すべてが極渦と一緒に混乱する可能性があります。

極渦とは正確には何であり、それは天候にどのように影響しますか? 極渦がXNUMX月からXNUMX月の間に変形するにつれて、ジェット気流ははるかに波打つようになり、さらに南に冷たい嵐をもたらしました。 ザカリー・ローレンス/ CIRES / NOAA

これはまさに今年展開されたものです:5月XNUMX日に、極渦は、と呼ばれるイベントによって完全に強打から投げ出されました 突然の成層圏温暖化. 突然の成層圏温暖化 は、渦をひどく歪ませて弱め、ポールから叩き落としたり、引き裂いたりするこれらの激しい擾乱の技術名です。 これが起こると、通常は冷たい極成層圏の温度が数日間で爆発的に90 F(50 C)も上昇するため、これらのイベントの名前が付けられています。

この時点で、ドミノはひっくり返っています。最終的に、ジェット気流は上の極渦の弱体化の影響を感じ、波打つようになる可能性があります。 ジェット気流が波打つと、さらに南に沈む可能性があり、冷たい空気と冬の嵐をもたらします。

2021年XNUMX月の出来事は、極渦を北極上の通常の位置からヨーロッパとシベリアまでずっと押しやり、その過程でほぼ何度もそれを引き離しました。 極渦がこのような状態から回復するまでには、数週間から数か月かかる場合があります。 渦が元に戻る一方で、波打つ曲がりくねったジェット気流は、極寒の北極圏の空気と冬の嵐を米国とヨーロッパにもたらし、異常に暖かい天候が極北に入るのを許します。

強い極渦は、寒くなく暖かい天気を意味します

一部の冬には、気象システムが極渦にほとんど影響を与えないため、風が速くなると渦が冷たくなります。 これはジェット気流に逆の影響を与える可能性があり、北極圏からの冷たい北極圏の空気を北に閉じ込めたままにします。 これは、2020年の北半球の冬の間に起こったことです。 極渦は非常に強かった と多くの地域 非常に暖かく穏やかな冬を経験しました.

冷たい空気の爆発を極渦と呼ぶのは間違っています。 極渦の振る舞いは、寒い天候の前兆となるだけでなく、はるかに暖かい天候の前兆となる可能性もあります。 ほとんどの場合、極渦は通常のように水面から数マイル上を流れるため、冬の天候にはほとんど影響を与えません。 しかし、極渦への巨大な擾乱を予測して監視することで、雪の足と極寒の天気を玄関先に残す可能性のある一連のイベントを予測することができます。

著者について

ザカリーローレンス、研究科学者、 コロラド大学ボールダー校 エイミーバトラー、化学および気候プロセス研究科学者、 米国海洋大気庁

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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