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2014-10-01極地渦旋的驚心「凍」魄
538 期
Author 作者
賈新興／任職天氣風險公司氣象總監。林偉文／文化大學地學研究所博士候選人。
一名計畫縝密的罪犯，從肯塔基州（Kentucky）的監獄中成功越獄，卻沒料到，在外躲藏的第2天，氣溫從13℃急凍至-20℃，不得不「畏寒自首」，放棄非法的自由。
美國中東部與加拿大被寒潮殖民的這四天，創下了近20年來的最低溫，蒙大拿州（Montana）的柯莫鎮更觀測到-53℃，比南極內陸還冷，多數地方都伴隨強風，在風寒效應影響下，戶外體感溫度普遍低於-40℃，只要裸露肌膚2分鐘就會凍傷，甚至於連吹個泡泡，都瞬間結凍墜地！這場冰風暴對民眾食衣住行造成嚴重衝擊，迫使地方政府紛紛宣布停班停課，總計超過數十人凍死，整體經濟損失更高達1500億新臺幣。
闖禍元兇
這一場在歷史中永遠會被提及的冰風暴，究竟為什麼會發生？氣象學家指出是極地渦旋（polar vortex）闖的禍，隨後大眾媒體爭相討論，更把它列入新聞辭典，紛紛以「極地渦旋發威」、「來勢凶猛的極地渦旋」等令人引起恐懼情緒的詞彙撰述。或許是新聞記者為追求時效，雖然抓住眾多眼球的關注，卻也迫使美國國家氣象局不得不發佈新聞稿，指出媒體對極地渦旋的錯誤報導。
從「三胞環流」說起
驅動地球大氣流動的能量，幾乎源自於太陽的能量，赤道地區因接收的能量多，空氣受熱垂直上升至對流層頂之後向南北兩極流動，到了緯度30度附近時，受地球自轉的柯氏力而偏轉，空氣流向極區的分量越走越小，同時因為越走越冷卻，於是逐漸下沉，引起對流層中下層氣壓升高形成高壓，也就是所謂的「副熱帶高壓」。
而在極圈附近，因為太陽照射量少而氣溫低，在對流層低空處形成空氣密度比較高的高氣壓，稱為「極地高壓」，這些往南流動的冷空氣和來自副熱帶比較溫暖的氣流，在中緯度地區相遇，孕育出中緯度地區「極鋒」的生成作用，使整個大氣形成了三胞環流結構。
「極地渦旋」的形成
那麼，極地渦旋到底在哪裡？這個西元1853年首次在文獻中出現的名詞，到了1952年才在有無線電探空儀（一種運用無線電測量高空大氣數據的儀器，通常由充滿氦氣或氫氣的風向球搭載升空，並將數據傳回地面氣象站）的觀測下被證實存在。
由於極圈附近大多數的空氣都集中在低空，為了保持大氣在垂直層的質量平衡，因此對流層的中部與頂部就需要轉變成為低氣壓，所以在地球南北兩極的上空都存在有這樣的高空渦旋系統，而且冬季的強度大於夏季。
籠罩整個北極圈的高空低氣壓隨著地球的自轉，產生了逆時針方向旋轉的運動，這就是「極地渦旋」的真實面目，氣象上簡稱為「極渦」，而極渦的中心通常是出現在北極圈內最冷的陸地格陵蘭上空。簡單的說，極渦是在極圈高空上的冷低壓，它並不會直接影響地面的天氣。 ……【更多內容請閱讀科學月刊第538期】