温度的改变带来风场的变化,围绕着极地形成了强烈的西风,西风又牢牢地禁锢住极地的冷空气。这就形成了我们常听到的"极地涡旋"。要注意的是,这里所说的西风在平流层,并非我们一般听到的对流层西风带。
去年年底的极地涡旋带来的寒潮自西向东横扫美国
(2022年12月22日 500hPa 图:中央气象台)▼

对流层西风带和平流层西风
(纬向平均纬向风-平流层视角 图:ECMWF)▼

南极臭氧空洞形成后,在南半球的春季(9、10、11月)时,南极刚刚从极夜中走出,此时臭氧的辐射效应显现出来,极地温度相比没有臭氧空洞时大幅下降,这就导致因冷而生的极地涡旋增强,环绕南极的西风也更加迅猛。
臭氧空洞的影响并不仅限于平流层,也在很大程度上影响到对流层的天气变化。
这是因为,平流层的温度、气压和风场的变化会以波的形式向对流层传输信号,从而改变对流层内热量和动量的水平输送。总之,经过较为复杂的过程,平流层的异常信号可以在大约半个月之后到达对流层,并在之后的一两个月中持续影响地面天气。
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而臭氧空洞造成的平流层西风增强,可以造成地面气压的降低和环绕南极大陆西风(地面)的加速。历史资料统计表明,西风增强的同时往往伴随着向极地的收缩,从而导致对流层的三圈环流(哈德来环流、费雷尔环流和极地环流)也随之向南极移动。










