由欧洲航天局 该动画使用了欧空局风神卫星的数据，显示了2020年12月1日至2021年2月1日期间平流层下部的极涡是如何变化的
12月初的前几幅图显示，涡旋处于相对正常的状态，但在12月中旬出现了蓝色的风斑，风相对于正常情况正在向后移动
科学家们正在利用风神号的风信息来揭示这种复杂的现象，这种现象会扰乱低纬度地区的天气
学分:巴斯大学
制作者 由于今年冬天的极地涡旋目前向北半球的一些地方(如美国东北部)发送了极端寒冷的北极天气，科学家们正在使用来自欧空局风神卫星的风信息来阐明这一复杂现象
极地涡旋是极地平流层中北极上方巨大的寒冷空气团
它被一股沿着漩涡边界逆时针旋转的强大气流所包围
冬天的时候，漩涡往往会变得更强，使寒冷刺骨的空气被锁在北极周围
然而，有时漩涡会变弱、扭曲，甚至分裂成两个，并进一步向南弯曲，影响对流层更深处的天气和急流，可能给低纬度地区带来异常寒冷的天气和降雪
一个可能扰乱极地涡旋的气象事件被称为“平流层突然变暖”，这是过去几个月发生的事情
平流层突然变暖每年都会发生一定程度的变化，但目前的事件被归类为重大事件，不太常见
这种戏剧性的事件导致极地涡旋边缘的强风减弱或逆转，导致极地平流层的温度迅速上升几十摄氏度
根据欧空局风神号风力任务的数据，该图像显示了2020年12月1日至2021年2月1日期间平流层下部的极涡是如何变化的
12月初的前几幅图显示，涡旋处于相对正常的状态，但在12月中旬出现了蓝色的风斑，风相对于正常情况正在向后移动
学分:巴斯大学
制作者 由于这些事件会引发欧洲和北美的极端天气，因此具有科学和实际意义
然而，所涉及的过程尚未完全了解，直到最近，在测量来自空间的风方面一直存在重大的技术挑战，而测量和监测这样一个大规模事件需要来自空间的风
幸运的是，科学家们现在手头有欧空局的风神卫星来帮助理解更多关于为什么以及如何将极地涡旋推离平衡的信息
风神是轨道上第一颗从太空直接观测地球风的卫星
它的工作原理是从激光器发射短而强的紫外光脉冲，并测量从分子和粒子散射回大气的极少量光的多普勒频移，以提供世界风的水平速度剖面，主要是在最低26公里的大气层中的东西方向
风神号任务的建立不仅是为了提高我们对大气动力学的理解，也是为了提供改善天气预报所急需的信息
这颗卫星携带了太空中第一台风力激光雷达，它可以探测最低30公里的大气层，提供沿卫星轨道的风、气溶胶和云的轮廓
激光系统向大气发射短而强的紫外线脉冲
望远镜收集空气分子、灰尘颗粒和水滴反向散射的光
接收器分析反向散射信号的多普勒频移，以确定卫星下方不同高度的风速和风向
这些近乎实时的观测将提高数值天气和气候预测的准确性，并促进我们对与气候变化相关的大气动力学和过程的理解
信用:欧空局/ATG媒体实验室 虽然风神号仅测量大气下部的风，但当前平流层极地涡旋射流的下部在卫星数据中留下了一个特征
英国巴斯大学皇家学会研究员考温·赖特说:“在平流层突然变暖事件中，风结构的变化以前从未在全球范围内被直接观察到
到目前为止，我们对这些变化的理解是通过使用点测量，沿着局部飞机飞行轨迹的测量，通过使用温度观测，主要是计算机模型和同化分析而发展起来的
“然而，我们现在可以利用风神号卫星的新测量结果，在这次重大事件中从观测角度研究这一过程。风神号是第一颗能够直接观测对流层上部和平流层下部风力的卫星
" 欧空局风神号任务科学家安妮·格雷特·斯特劳姆评论说:“我们目前正在观测一个极地涡旋事件，我们看到它分裂成两部分，一部分在北大西洋上空旋转，另一部分在北太平洋上空旋转
这幅美国五大湖地区的雪的图像是由哥白尼哨兵-3号任务的海洋和陆地颜色仪器于2021年2月3日拍摄的
尽管有报道称今年湖泊的冰覆盖达到创纪录的低水平，但是在过去的几天里，中西部和五大湖都下了大雪
大雪也袭击了美国东北部
据认为，今年冬天的极地涡旋目前正在向北半球的一些地方发送极端的北极冰暴天气
科学家们正在利用来自欧空局风神卫星的风信息来揭示复杂的极地涡旋现象
信用:包含修正的哥白尼哨兵数据(2021)，由欧空局处理，CC BY-SA 3
0 IGO “这种分裂导致对流层环流的变化，使得来自两极的冷空气团更容易向低纬度地区逃逸
目前，北美部分地区似乎正在经历比欧洲更冷的天气，尽管我们已经看到过去几周冷空气到达欧洲南部相当远的地方，导致例如西班牙的大雪
“科学家们还想了解的是，平流层突然变暖的事件是否会因气候变化而变得更加频繁
同样为此，风神风数据对于更好地理解触发这些天气事件的机制非常重要
“从我们的风神数据中得出任何科学结论还为时过早，但工作肯定正在进行，以揭示为什么这种季节性现象有时可能是极端的——观察这个空间
"
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