崩溃的极地涡旋将释放美国和欧盟的北极猎犬

极地涡旋的坍塌序列已于2020年12月下旬开始，2021年1月5日将发生一次重大的平流层变暖事件。我们将研究这些事件的发生顺序，以及它们如何改变欧洲和美国的天气。未来几周。

这些天气事件中的主要“参与者”当然是极地涡流。它将大气层底部（我们的天气）与其上方的平流层相连。这两层之间强烈的能量交换会严重破坏北半球的天气发展。

由于知识是关键，因此我们将快速回顾一下极地涡旋的确切含义。

所有的云（以及我们感觉到的天气）都位于称为对流层的最低大气层中。它在极地地区达到约8公里（5英里）的高度，在热带地区达到14-16公里（9-10英里）。

在其上方，有一个更深的层，称为平流层。该层厚约30公里，非常干燥。在下图中，我们可以看到大气层，平流层为绿色，对流层为蓝色。

每年秋天到来时，北极开始降温。但是，更南边的大气仍然相对温暖，因为它仍在接受来自太阳的能量。北极接受的阳光和热能很少，冷却速度更快。

温度降低还意味着北极上的压力逐渐下降。在平流层中，过程是相同的。随着两极温度下降，向南的温差增加，平流层开始形成低压区域。

下图显示了平流层中部约30公里高（10 mb高度）的极地涡旋的典型示例。

它几乎就像一个巨大的旋风，覆盖了整个北极，一直到中纬度。极涡几乎存在于所有水平。下图显示了不同高度的极地涡旋。由于地形复杂以及天气和系统众多，我们离地面越近，变形就越大。

我们在下面为您制作了一个高分辨率视频，很好地显示了北极涡在北半球上空旋转的情况。它涵盖了根据NASA GEOS-5数据得出的2020年12月至2021年1月。

视频显示了10mb级（30 km高度）的潜在涡度参数，该参数过于简化了，它显示了极涡的能量。请注意，不可见的极性反旋风分离器（具有不同的功率）如何从极性涡旋中带走能量，它们以相反的方向旋转。

作为一般参考，我们通常查看平流层中10mb级的极地涡旋。那是大约28-32公里（17-20英里）的高度。这被认为是围绕平流层中部，因此很好地表示了极涡的一般动力学。

极涡的强度通常由其内部的风力来衡量。通常，这是通过测量极圈（纬度60°N）周围的纬向（西向东）风速来完成的。

下面我们从NASA监控系统进行分析，我们可以看到一个非常有趣的进展。在12月初，极地涡旋处于相当强的水平，达到40m / s的纬向风速。问题开始于月中旬，尤其是平流层变暖开始的12月下旬。下面的所有图形均处于10mb级别（约30公里的高度）。

下面是我们在本文前面向您展示的视频的图像，它显示了12月初的非常健康的极地涡流。它具有良好的形状和健康的纺纱芯。

到12月中旬，来自北太平洋的压力正在上升，在那里出现了反气旋力量。反气旋环流逐渐变强，开始从极涡中吸收一些能量，并改变其形状。

到12月下旬，太平洋/东亚反气旋已成为一支强大的力量，现在从极地涡流中汲取了很多能量，实际上变得可见。

在12月下旬的同一时间，从欧洲到中亚开始了升温过程。它开始吞噬极涡的外层。此时，极涡的冷核仍然完好无损，将格陵兰岛中部的温度保持在-80°C以下。

仅两天之后，变暖波达到了西伯利亚的局部峰值，波中的最高温度达到+ 5°C或更高。

1月5日，平流层突然变暖事件的开始日期被标出，因为极圈周围的风已经逆转。我们可以看到，反旋风现在变得有多强大，正向着极地涡流（明亮的白色）推进。连同变暖波，强大的反气旋系统将曾经的圆形极地涡旋变形为香蕉形特征。

变暖波已经蔓延到平流层的整个北极，有效地将极地涡旋的冷核分为两部分。一个在北美，一个在欧洲。在这一点上，这与表面上的天气没有太大关系，因为它处于30 km的高度，但是我们很快就会遇到天气影响。

快速查看预测，我们可以看到平流层反气旋将保持稳定并在北极上空移动。它将继续推向极破碎的极涡。

在这一点上，预计还会出现新的变暖波，这将暂时阻止平流层环流的任何快速重组和加强。

看一下美国国家航空航天局对平流层的温度分析，我们可以看到在平流层中部10 mb（30 km）处出现了巨大的温度峰值。第二张图显示了平流层下部50mb（20km）高度的温度分析，同时也有非常明显的温度峰值。

看起来更低，我们有150mb的水平，这是平流层和对流层之间的边界或“缓冲区”。在这里，我们还可以看到温度峰值，这意味着升温事件相当强劲且快速。

在仔细查看天气预报及其与极地涡旋的关系之前，我们需要查看一些类似事件的历史例子。历史有时可能是未来最好的老师，而在科学中，这常常是正确的。

下面有2张图片，它们都很容易阅读和理解。它们从左到右显示时间，从下到上显示高度。颜色显示温度异常，红色比正常温暖，蓝色比正常寒冷。我们可以很好地跟踪平流层变暖事件在时间和高度上的进展。

我们可以看到平流层顶部的变暖趋势随着时间的推移而下降。第一张图片显示了2004年平流层变暖事件，第二张图片显示了2013年事件。

重要的一点是，变暖迅速发展到对流层，并可能开始迅速影响我们的天气。但通常会停在100mb或150mb的高度（12-15公里）左右。这是正常的，因为我们在对流层中可以看到很多强天气系统，在某些情况下，这些系统可以偏转/逆转来自平流层的任何传入影响。

下面我们有两个相似的图像，但是压力异常而不是温度。但实际上，您可以看到高压下降与极区表层之间的连接点。在这两种情况下，最终效果都被视为是随着时间的流逝与底层之间的个体联系，从而干扰了天气的发展。这表明极地涡旋崩溃事件的影响正以次季节尺度周期性地干扰天气的发展，有点像挥手或共鸣。

出于明显的原因，我们还没有2021年的图形，因为我们仍然需要收集更多的数据。但是我们可以在下面的类似图中查看预测数据。

我们看到的是与2004年和2013年非常相似的模式。此图中的负值表示较高的压力。因此，我们可以看到下降的高压，它们分别与较低的层接触。这意味着影响并非每次都是恒定的，而是周期性的。

我们还决定查看2004年和2013年事件之前的天气模式。我们可以在下面的图片中看到。我们可以在2004年的第一张图上看到，由于北大西洋强大的高压系统，该模式已经定位为欧洲较冷的天气。美国总体上较为温和，南半球主要是CONUS。

在2013年，情况恰好相反。美国的天气总体上比2004年冷，而欧洲即使在这一点上也温和温暖。

今年冬天，这种模式是两者的结合。得益于北大西洋的高压系统，像2004年一样，我们在欧洲又发生了一次降温/降温事件。同时，我们也注意到美国各地出现了一些体面的感冒发作。

但是在极地涡旋破裂和平流层变暖事件之后，压力模式在2004年和2013年都发生了非常重要的变化。下图是2004年极地涡旋坍塌一个月后的压力模式。北大西洋的高压强已被强大的深层低压系统所取代，高压已进入北极地区。与Polar Vortex崩溃之前的模式截然不同。

回顾2013年Polar Vortex崩溃后的一个月，我们也看到了相反的格局。北冰洋上空有一个强大的高压系统，低压系统被转移到了欧洲和加拿大中部。

更重要的是，我们必须查看极地涡旋崩溃后0-30天的温度。我们可以看到天气已经完全改变。在2004年，我们现在看到较冷的空气在加拿大大部分地区和美国东部占主导地位。在欧洲，我们的气温比正常温度要温暖和温暖，而北欧和东欧/中欧的气温通常比正常寒冷。这里最大的天气变化是在美国。

在2013年极地涡旋破裂后的0-30天，欧洲大部分地区的气温下降，甚至降雪到春季。在北美，较冷的空气主要在加拿大中部保存，美国东部和南部的温度高于正常温度。在美国西部，记录到的温度比正常温度低。

总而言之，这两个例子很好地向我们展示了极地涡旋坍塌后天气模式几乎完全反转了。以前天气较冷，然后较冷的地方以及之前较暖和的地方都有冬季天气。这不是严格的规则，因为每个此类事件都是唯一的情况。但是在大多数情况下，观察到了一些影响。

但是有极地涡旋坍塌事件，没有对天气产生可检测的影响。通常，这是因为效果太弱或不够深。如果现有的压力模式已经非常强大，坚固和受力，则平流层向下的影响也可以被偏转或“抵消”，而不允许来自平流层的这种外部干扰。

现在，我们已经看到了2013年和2004年平流层变暖事件之后发生的变化。但是，从当前的2021年极地涡旋破裂事件中我们可以期待什么呢？

展望未来10天，我们已经可以看到一个非常寒冷的天气。大约在这个时候，格陵兰岛出现了一个强大的高压阻塞系统。它可能与平流层事件有关，但进一步的分析必须确认与之有关的直接或间接关系。

这样强大的封锁当然意味着美国东部以及西伯利亚地区和欧洲的压力较小。我们可以看到，一个向欧洲延伸的负异常现象，意味着在准交叉极流中，可能有一条较冷的航空运输走廊。

温度异常也显示出相当惊人的冬季模式。由于北极地区上空的高压，冷空气被吹扫到美国中部和东部。从西伯利亚地区一直到西欧，我们还可以看到比正常温度低的大面积区域。

这将是一个值得一提的地方，因为如果涉及水分或与温暖的空气混合，这些来自东部的冷空气暴发有时会变得非常激烈，并且会降雪。在欧洲，特别是在不列颠群岛，这些冷空气暴发被称为“东方猛兽”。

我们制作了降雪深度变化预测，其中显示了接下来的10天内（直到1月19日）的降雪深度变化。我们可以清楚地看到，美国大部分西部和西北部都会看到雪盖融化（存在雪盖的地方，也包括中西部）。与加拿大北部和东部一样，美国东北部的部分地区会看到一些积雪深度/积雪提前。

在欧洲，接下来的10天，尤其是在斯堪的纳维亚半岛，东欧和巴尔干高原，我们可以看到积雪深度明显增加。由于目前的积雪持续了这么长时间，西班牙和不列颠群岛的降雪深度有所减少。

但是，当我们观察从第10天到第16天的积雪深度变化时，我们可以看到相当大的变化，尤其是在美国。预计在美国东北部和美国西北部大部分地区会出现积雪深度/覆盖面扩大和发展的情况。预报中西部以及中南部地区的积雪也会增加。这仍然只是一个预测，但格陵兰岛受到强烈阻挠的总体格局总体上支持了这一想法。

在欧洲，我们发现远东地区的积雪有所减少。但是，我们可以看到斯堪的纳维亚半岛的雨量进一步增加，积雪进一步进入中欧和不列颠群岛。这的确表明了积极的冷空气运输和所谓的“来自东方的野兽”，至少某种形式或形式。

观察当时的压力模式，我们可以看到为什么积雪在美国和欧洲上空发展。我们在北美地区拥有三重高压“联盟”。一种强大的系统在北太平洋升起，一种在博福特海上空，另一种在格陵兰上空被封锁。从理论上讲，这支持冷空气向下运输到美国大陆，从而使积雪在我们10-16天的范围内得以推进。

我们还可以看到整个欧洲形成了鲜明对比的低压系统，该系统应该将相当多的冷空气输送到欧洲大陆。在此范围内，实际上不可能说出这种空气有多冷或到底会流向何处。但是这种模式本身可以打开通往极圈的大门，并可以在相当大的大陆区域释放较冷的空气。

下面的温度预报确实显示了这一点，但是我们必须考虑到这是一个整体预报，并且由于空气中的平均计算更多，因此在较冷的空气中会更“分散”。

通常，它确实显示出北欧附近的斯堪的纳维亚半岛较冷的空气，并向不列颠群岛延伸。中欧和西欧通常没有表现出如此寒冷，但是这种预测将来会在一个方向或另一个方向上发生变化。

在朝南的冷空气和暖空气之间的边界处，在这些“冷热战区”中，如果提供了水分，则会出现大量降雪。历史例子是在巴尔干北部和南部发生的大雪事件。但是，我们在这一点上太遥远，无法讨论任何详细的可能性。趋势在此范围内最为重要，因为很多方面都可能发生变化。

在北美，我们可以看到从加拿大西部和中部到美国中部和东部的冷空气运输活跃。这支持了在美国大部分地区推进积雪的想法，如果这种预测想法持续存在，甚至可以进入中南部地区。

从一月的最后一周来看，这种模式在很大程度上仍保持不变。主要区别在于北美，随着低压区的减少，北至加拿大西部。

温度异常仍然表明来自加拿大西部的冷空气运输，但由于低压系统向北移动，因此不再向南移动。对于美国西北部，中西部和东北部地区而言，这仍意味着空气较冷。

在欧洲，仍然存在较冷的空气异常现象，只要格陵兰高压系统保持在原位，并保持欧洲环流的较低压力，这种异常现象就可能会一直存在。

如此寒冷的天气永远无法保证任何Polar Vortex崩溃事件发生，而今年也是如此。目前，对于整个北美和欧洲的冬季动态来说，预测趋势看起来不错。始终建议您谨慎，因为我们只是在解释我们的预测，因此不能保证它会以这种方式发展。

还可以使用许多其他模型，每种模型都可以对在极地涡旋情况下如何发展天气有自己的想法。如果我们在本文中添加所有不同的模型，那将变得更加荒谬。但是我们决定使用GEFS模型，因为它目前显示出对极地涡旋坍塌的更经典的天气响应，并且是一个很好的例子。

当有新数据可用时，我们将为您更新，并发布更可靠的预测。因此，请继续关注，不要忘记在我们的页面上添加书签以获取所有信息！