天氣小觀：入冬地形雨日月永恆，北極海冰的減少與東亞低溫
進入科技季節：冬季，
西風帶籠罩台灣上空，原因當然是位於北極高空的渦旋勢力增強，
目前北極高空百帕高度場的北極渦旋中心強度15100米左右，
正是一個非常強烈的北極渦旋(想像910百帕的氣旋)，
遙想上個冬季15000米以下的超級北極渦旋產生異常強極渦事件，
還好，
模式預報，未來一週強度沒有多大變化，中心強度依舊是15100米左右，
但東亞未必高溫，原因就在於北極海冰。
在北極，
長期極為寒冷的氣候存在著多年不化的厚厚冰層，稱為多年冰（老冰），
一般認為格陵蘭島北部海域是最後存在的多年冰，
但2018年夏季格陵蘭的異常高溫，使得該區多年冰開始斷裂，
2019年的美國國家海洋及大氣管理局 (NOAA) 發表年度北極報告中指出，
北極出現異常高的氣溫根源是
海冰覆蓋減少、
魚類分佈變化、
格陵蘭島冰蓋和永久凍土大規模融化等問題。
報告可知北極海冰年輕化對北極造成的衝擊，
在1985年，冬季結束時，較老和較厚的冰佔總海冰量的 33％ ，
但2019年3月，幾乎不超過 1％ 海冰是來自上一年的較厚冰塊。
看來，
我們正經歷北極的持續變化，當地出現更年輕、更薄、覆蓋範圍更少的海冰。
2020年情況更惡化，
2020年夏季北極罕見高溫，海冰來到歷史第2低紀錄，
入秋後，西伯利亞北鄰的拉普捷夫海出現了史上第一次未正常結冰，
拖到10月下旬才開始結冰。
冬季是觀察全球暖化的最重要指標，
因為暖化改變的冬季大氣環境是四季中最明顯的，
隨著全球氣候逐年增溫，
冬季北極地區海冰減少的兩個關鍵區：
1. 北美高緯度海區（巴芬灣、哈德遜海峽及拉布拉多海）
2. 新地島附近海區（巴倫支海-喀拉海附近）
其中，
影響歐亞大陸冷空氣活動的關鍵區就是：巴倫支海-喀拉海，
不少氣象學者更認為，近年北半球中緯地區極端的強寒潮爆發事件，
就是因為巴倫支海-喀拉海的海冰迅速減少引發大氣環流的調整影響到中緯度地區。
對東亞來說，
冬季異常的寒潮爆發與烏拉山的阻塞高壓達到巔峰與崩潰有關，
阻塞高壓是北半球中高緯重要的天氣系統之一，
它的建立和崩潰常常伴隨著一次大範圍大氣環流形式的劇烈轉變。
研究指出，
冬季烏拉山的阻塞高壓出現與北極海冰增減的關係密切，
當北極增溫的環境下，
北極與南方之間的溫度梯度減小，西風帶減弱，
又位渦是絕對渦度與位溫梯度的乘積，
因此，當經向(南北向)的溫度梯度變小，則經向位渦梯度也減少。
大氣科學家從位渦梯度的角度研究北極增暖對大氣阻塞的影響，
阻塞系統的行為依賴於能量頻散與非線性系統強度，
白話來說就是
阻塞高壓的行為取決於： 能量消耗發散 與 非線性強度
當 能量消耗發散 變大， 阻塞高壓容易崩潰。
當 造成阻塞形勢的非線性系統機制 變強 ， 阻塞高壓容易維持。
而在北極增溫的背景大氣環流下，經向位渦梯度減少，
這使得阻塞系統的能量消耗發散變小，且非線性強度 變大
因此，
阻塞系統得以維持。
換句話說，
巴倫支海-喀拉海增溫，使歐亞大陸的阻塞高壓容易維持，
而盤踞在烏拉山和新地島上空移動緩慢的阻塞高壓，
通過向下的長波輻射造成持久的海冰減少，
惡性循環下，
烏拉山阻塞環流西側與上游北大西洋海平流配合，
有利於將低緯度地區暖濕水汽輸送到北極，造成巴倫支海-喀拉海地區的海冰持續減少；
因此，
最近數十年巴倫支-喀拉海海冰劇烈減少可能與烏拉山不斷出現的阻塞系統有關。
同時，
烏拉山阻塞環流東側則將高緯度地區的冷空氣持續向歐亞中緯度地區(如：東亞)輸送，
使得該地區極端寒潮事件的發生頻率顯著增加。
而今2020入冬的大氣形勢，
先看慘烈的北極海冰，早該結冰的喀拉海仍是一片"海波浪"，
模式預報未來一週，
歐亞大陸烏拉山出現阻塞高壓，由於中亞阻塞形勢的發展，
阻塞環流東側對應東亞大槽的活躍，東北季風增強，
因此，
台灣未來一週都是東北季風，儘管在菲律賓東方近海有氣旋擾動，
但台灣高空已經是西風帶了，不過在西太平洋上仍然漂亮，
儘管冬季不是氣旋的季節了，但偶而出現依舊亮眼。
冬季地形雨 日月永恆
秋季的氣旋雨讓許多北部東北部甚至東部民眾感覺下很久，
但冬季的地形雨才是真正的日月永恆，
這波從27號開始的東北季風地形雨，預計還會持續下去至少到週末，
因為週末以前沒有高壓出海的問題，
北方一直維持著西伯利亞/蒙古冷高壓南下的態勢，
週六到週日一波南下的分裂高壓出海，東北季風有機會減弱，
但!
週六到週日的分裂高壓一出海似乎就反悔了，因為後頭蒙古冷高壓又來，
原先要出海的分裂高壓又將被蒙古冷高壓合併，
這合併情況就會比較複雜，
如果出海的高壓變性快，與蒙古冷高壓之間會形成新的鋒面，冷鋒之後南下台灣，
如果出海的高壓變性慢，很快被合併後東北季風增強，繼續日月地形雨。
在溫度上，
東北季風冷空氣不斷將冷空氣帶來，漸進式降溫，
但是否有冷氣團，則之後再看阻塞高壓的發展了。
值得一提的是，為了減緩北極冰層融化，
一、
加拿大非營利組織 Arctic Ice Project 提出大膽的解決方案：
在冰層撒上「玻璃」。：在冰上灑玻璃
https://buzzorange.com/techorange/2020/10/05/glass-on-arctic-ice/
Field 認為，二氧化矽是製作玻璃粉末的最佳材料。
微觀來看，這些粉末分別是直徑 65 微米的「玻璃珠」，
而且這些珠子是中空的，因此就算冰層融化，它們也能浮在海面上反射陽光。
然而!!
生物學家擔心玻璃粉末會影響食物鏈，
若這些粉末在海流快速的水域，它們很快就會消散，降低反射陽光的效果。
二、
救救北極熊！科學家設計「製冰潛艇」 打造人工冰山
https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/2932652
印尼一個由建築師、設計師與科學家組成的團隊設計出的「製冰潛艇方案」，
在最近一項國際設計競賽中獲評亞軍，
該方案訴求為「重新凍結地球南北兩極，
進而為全球暖化下不斷融化的冰山及冰川帶來逆轉性的結果」。
該團隊設計了一種潛艇，
可於1個月內透過特製船艙製造一個
16英呎（將近5公尺）厚、82英呎（約25公尺）寬的6角柱人造冰山，
據稱，6角柱的外型可使其更易與其他冰山結合，進而形成更大的冰凍塊。
然而!!
衡量到製冰效率，若想抵銷過去40年的融冰量，人類需要上千萬艘製冰潛水艇。
三、
決北極融冰 科學家擬打造1000萬台幫浦恢復冰層
https://www.upmedia.mg/news_info.php?SerialNo=12305
一個來自美國亞利桑那州立大學（ASU）的科學團隊，
想出一個簡單卻令人出乎意料的「冷凍計畫」，來解決北極冰層逐漸融化的問題。
那就是建造1000萬個風力發電幫浦，抽起冰層下方的水，並把它灑在冰層表面。
因冰層表面是最寒冷的部分，可以令水迅速結冰，增加冰層厚度，讓北極回到15年前的狀態。
然而!!
倫敦大學學院（UCL）教授兼美國國家冰雪資料中心（NSIDC）高級科學家
史多佛（Julienne Stroeve）認為這只是一個臨時的「OK蹦」
希望人類最終科技解決辦法囉~
(以上供想囉)
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進入科技季節：冬季，
西風帶籠罩台灣上空，原因當然是位於北極高空的渦旋勢力增強，
目前北極高空百帕高度場的北極渦旋中心強度15100米左右，
正是一個非常強烈的北極渦旋(想像910百帕的氣旋)，
遙想上個冬季15000米以下的超級北極渦旋產生異常強極渦事件，
還好，
模式預報，未來一週強度沒有多大變化，中心強度依舊是15100米左右，
但東亞未必高溫，原因就在於北極海冰。
在北極，
長期極為寒冷的氣候存在著多年不化的厚厚冰層，稱為多年冰（老冰），
一般認為格陵蘭島北部海域是最後存在的多年冰，
但2018年夏季格陵蘭的異常高溫，使得該區多年冰開始斷裂，
2019年的美國國家海洋及大氣管理局 (NOAA) 發表年度北極報告中指出，
北極出現異常高的氣溫根源是
海冰覆蓋減少、
魚類分佈變化、
格陵蘭島冰蓋和永久凍土大規模融化等問題。
報告可知北極海冰年輕化對北極造成的衝擊，
在1985年，冬季結束時，較老和較厚的冰佔總海冰量的 33％ ，
但2019年3月，幾乎不超過 1％ 海冰是來自上一年的較厚冰塊。
看來，
我們正經歷北極的持續變化，當地出現更年輕、更薄、覆蓋範圍更少的海冰。
2020年情況更惡化，
2020年夏季北極罕見高溫，海冰來到歷史第2低紀錄，
入秋後，西伯利亞北鄰的拉普捷夫海出現了史上第一次未正常結冰，
拖到10月下旬才開始結冰。
冬季是觀察全球暖化的最重要指標，
因為暖化改變的冬季大氣環境是四季中最明顯的，
隨著全球氣候逐年增溫，
冬季北極地區海冰減少的兩個關鍵區：
1. 北美高緯度海區（巴芬灣、哈德遜海峽及拉布拉多海）
2. 新地島附近海區（巴倫支海-喀拉海附近）
其中，
影響歐亞大陸冷空氣活動的關鍵區就是：巴倫支海-喀拉海，
不少氣象學者更認為，近年北半球中緯地區極端的強寒潮爆發事件，
就是因為巴倫支海-喀拉海的海冰迅速減少引發大氣環流的調整影響到中緯度地區。
對東亞來說，
冬季異常的寒潮爆發與烏拉山的阻塞高壓達到巔峰與崩潰有關，
阻塞高壓是北半球中高緯重要的天氣系統之一，
它的建立和崩潰常常伴隨著一次大範圍大氣環流形式的劇烈轉變。
研究指出，
冬季烏拉山的阻塞高壓出現與北極海冰增減的關係密切，
當北極增溫的環境下，
北極與南方之間的溫度梯度減小，西風帶減弱，
又位渦是絕對渦度與位溫梯度的乘積，
因此，當經向(南北向)的溫度梯度變小，則經向位渦梯度也減少。
大氣科學家從位渦梯度的角度研究北極增暖對大氣阻塞的影響，
阻塞系統的行為依賴於能量頻散與非線性系統強度，
白話來說就是
阻塞高壓的行為取決於： 能量消耗發散 與 非線性強度
當 能量消耗發散 變大， 阻塞高壓容易崩潰。
當 造成阻塞形勢的非線性系統機制 變強 ， 阻塞高壓容易維持。
而在北極增溫的背景大氣環流下，經向位渦梯度減少，
這使得阻塞系統的能量消耗發散變小，且非線性強度 變大
因此，
阻塞系統得以維持。
換句話說，
巴倫支海-喀拉海增溫，使歐亞大陸的阻塞高壓容易維持，
而盤踞在烏拉山和新地島上空移動緩慢的阻塞高壓，
通過向下的長波輻射造成持久的海冰減少，
惡性循環下，
烏拉山阻塞環流西側與上游北大西洋海平流配合，
有利於將低緯度地區暖濕水汽輸送到北極，造成巴倫支海-喀拉海地區的海冰持續減少；
因此，
最近數十年巴倫支-喀拉海海冰劇烈減少可能與烏拉山不斷出現的阻塞系統有關。
同時，
烏拉山阻塞環流東側則將高緯度地區的冷空氣持續向歐亞中緯度地區(如：東亞)輸送，
使得該地區極端寒潮事件的發生頻率顯著增加。
而今2020入冬的大氣形勢，
先看慘烈的北極海冰，早該結冰的喀拉海仍是一片"海波浪"，
模式預報未來一週，
歐亞大陸烏拉山出現阻塞高壓，由於中亞阻塞形勢的發展，
阻塞環流東側對應東亞大槽的活躍，東北季風增強，
因此，
台灣未來一週都是東北季風，儘管在菲律賓東方近海有氣旋擾動，
但台灣高空已經是西風帶了，不過在西太平洋上仍然漂亮，
儘管冬季不是氣旋的季節了，但偶而出現依舊亮眼。
冬季地形雨 日月永恆
秋季的氣旋雨讓許多北部東北部甚至東部民眾感覺下很久，
但冬季的地形雨才是真正的日月永恆，
這波從27號開始的東北季風地形雨，預計還會持續下去至少到週末，
因為週末以前沒有高壓出海的問題，
北方一直維持著西伯利亞/蒙古冷高壓南下的態勢，
週六到週日一波南下的分裂高壓出海，東北季風有機會減弱，
但!
週六到週日的分裂高壓一出海似乎就反悔了，因為後頭蒙古冷高壓又來，
原先要出海的分裂高壓又將被蒙古冷高壓合併，
這合併情況就會比較複雜，
如果出海的高壓變性快，與蒙古冷高壓之間會形成新的鋒面，冷鋒之後南下台灣，
如果出海的高壓變性慢，很快被合併後東北季風增強，繼續日月地形雨。
在溫度上，
東北季風冷空氣不斷將冷空氣帶來，漸進式降溫，
但是否有冷氣團，則之後再看阻塞高壓的發展了。
值得一提的是，為了減緩北極冰層融化，
一、
加拿大非營利組織 Arctic Ice Project 提出大膽的解決方案：
在冰層撒上「玻璃」。：在冰上灑玻璃
https://buzzorange.com/techorange/2020/10/05/glass-on-arctic-ice/
Field 認為，二氧化矽是製作玻璃粉末的最佳材料。
微觀來看，這些粉末分別是直徑 65 微米的「玻璃珠」，
而且這些珠子是中空的，因此就算冰層融化，它們也能浮在海面上反射陽光。
然而!!
生物學家擔心玻璃粉末會影響食物鏈，
若這些粉末在海流快速的水域，它們很快就會消散，降低反射陽光的效果。
二、
救救北極熊！科學家設計「製冰潛艇」 打造人工冰山
https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/2932652
印尼一個由建築師、設計師與科學家組成的團隊設計出的「製冰潛艇方案」，
在最近一項國際設計競賽中獲評亞軍，
該方案訴求為「重新凍結地球南北兩極，
進而為全球暖化下不斷融化的冰山及冰川帶來逆轉性的結果」。
該團隊設計了一種潛艇，
可於1個月內透過特製船艙製造一個
16英呎（將近5公尺）厚、82英呎（約25公尺）寬的6角柱人造冰山，
據稱，6角柱的外型可使其更易與其他冰山結合，進而形成更大的冰凍塊。
然而!!
衡量到製冰效率，若想抵銷過去40年的融冰量，人類需要上千萬艘製冰潛水艇。
三、
決北極融冰 科學家擬打造1000萬台幫浦恢復冰層
https://www.upmedia.mg/news_info.php?SerialNo=12305
一個來自美國亞利桑那州立大學（ASU）的科學團隊，
想出一個簡單卻令人出乎意料的「冷凍計畫」，來解決北極冰層逐漸融化的問題。
那就是建造1000萬個風力發電幫浦，抽起冰層下方的水，並把它灑在冰層表面。
因冰層表面是最寒冷的部分，可以令水迅速結冰，增加冰層厚度，讓北極回到15年前的狀態。
然而!!
倫敦大學學院（UCL）教授兼美國國家冰雪資料中心（NSIDC）高級科學家
史多佛（Julienne Stroeve）認為這只是一個臨時的「OK蹦」
希望人類最終科技解決辦法囉~
(以上供想囉)
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