近日，一张酷似美国影片《后天》剧照的图片走红，照片中是1月6日暴风雪袭击过后的美国密歇根州一处被冻住的灯塔——密密垂着的冰柱，与《后天》中挂满冰柱的自由女神像似无二般。
气象研究人员介绍，受“北极涡旋”影响，今冬北美大部分地区遭遇极寒天气。“北极涡旋”指的是北极地区常年停留的低气压环流系统，也称为“极涡”，它是由北极的冷空气堆积而成的。夏季会向北收缩，冬季则会向南扩展。极涡的周围存在着极锋极流，冷空气异常强大，因此，如果受到极涡的“青睐”，该地区就可能冰天雪地。
有意思的是，常年停留北极的冬季极涡的中心却很少位于北极的位置上，往往存在偏离。有时偏向东半球，有时偏向西半球。有时极涡的中心可以分裂成三四个，每个极涡带去的寒流会相对较弱。
去年1月，中国北方地区气温异常走低就是受到极涡的波及。当时，极涡的中心位于东半球。而今年的情况正相反，北美大部分地区陷入异常低温，意味着今年的极涡中心很可能位于西半球。
极涡之所以移动到该位置，原因很复杂。“极涡向南扩散，可以推测周围必定有一个高压系统向北延伸。如果该高压系统的位置超出了正常的位置，向北延伸得很厉害，直到北极地区，那么极涡就很可能异常向南调动。”
事实上，最近几年，极涡位置明显偏南，在北纬50度左右。
除了西半球大陆低压与两侧海洋高压形成的通道引来极涡，北极涛动也影响着北极地区冷空气的移动。
北极涛动是指北半球中纬度地区（约北纬45度）与北极地区气压形势差别的变化。它是一个代表北极地区大气环流的重要气候指数，可分为正位相和负位相。
通常北极极地中心为低气压控制，有着极冷的空气，并被周围的高气压包围着。这种“南高北低”的态势就称为北极涛动正位相。在这种情况下，冷空气都被限制在极地范围，因此人们会感觉冬天也不那么冷。
从21世纪初开始，北极涛动正位相逐步减弱，开始向负位相发展，也就意味着，“南高北低”逐渐转为“南低北高”，北极极地中心逐渐被高气压控制，之前一直限制在极地范围的冷空气就被排挤南下，导致寒流出现，从而影响北半球中高纬度地区气温。
受气候变暖的影响，北冰洋的海冰不断融化，冰与水的构成比发生了巨大的变化，北极地区对太阳辐射的反馈也会不同。由于冰与水对大气加热和冷却的作用不一样，很容易使南边的高压向北伸到北极地区，推动北极冷空气更往南移，致使中纬度地区异常寒冷。
近年来还有研究发现，地球自转速度长期减慢可能是北半球出现冰雪世界的原因之一。20世纪50年代，天文测时的分析发现，地球自转速度有季节性的周期变化，春天变慢，秋天变快。此外，还有长期减慢以及时快时慢的不规则变化，而地球自转角速度的变化确实会影响到热带地区季风带的变化。
(《中国科学报》1.17 胡珉琦 马佳)
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