极地涡旋和冬季天气

因此，通常将整个极地涡旋分为上层涡旋（平流层部分）和下层涡旋（对流层部分）两部分。它们各自以不同的方式发挥作用，所以分别监测它们。但它们之间的联动也非常重要。下图来自 NOAA-Climate。

下方是极地涡旋的 3D 图像示例，显示其从对流层的低层延伸至平流层。为了获得更好的视觉效果，其垂直比例被大幅放大。可以清晰看到冬季极地涡旋的实际形状和结构。

如图所示，低层极地涡旋体积更大，结构更为紊乱，因为它必须与地球表面复杂的地形、山脉以及强大的气压系统相互作用。这意味着下层极地涡旋更具动态性，更容易被扰动，其核心也更容易自由地移动。

在下方的这段视频可以更直观地观察到这一点，视频以 3D 形式展示了极地涡旋的外观及其动态变化。但需注意，为了视觉效果，漩涡的垂直尺度被显著放大。

极地涡旋旋转

极地涡旋的移动如何改变北美的天气模式已有多次实例。例如，本月初便发生了类似情况。

下图显示了往期文章（11月22日）所示 平流层低层 50 mb气压水平（约 20 公里/ 12.5 英里高度）极地涡旋的图像。可以看到，当时的极地涡旋被拉长，其形状受到太平洋和北大西洋两侧的挤压，其核心呈椭圆形并延伸到北美。

这种拉长现象与下层大气相连，促成了美国和加拿大东部上空的大范围低压区域的形成。由于低压系统呈逆时针旋转，这开启了一条直接从极地向南输送冷空气的通道，称为“跨极地气流”。

查看 12 月 1 日的气压分析可以看到，北美上空的大规模低压异常与上方的主极地涡旋直接相连。这次连接导致了本季首次大范围的冷空气入侵美国和加拿大。

观察 1 月初，类似事件将再次出现，带来新一轮北极气流。然而，在此之前，一股暖气流将暂时扩散至北美地区。

寒冷来临之前

观察年末最后几天的气压异常，可以看到强烈的高压异常笼罩着美国东部和加拿大东南部。一个反气旋系统呈顺时针旋转，将异常温暖的空气从南方输送至北方。

从下方的地表温度异常图中，可以明显看出这种强烈的暖空气输送。整个圣诞节后，气温远高于正常水平，尤其是在加拿大东部，异常温度异常高，异常值达到正常温度以上约 28°F 的大范围区域。

通过观察 850 mb（约 1,500 米/ 5,000 英尺高度）的温度异常图，可以了解地表上方整体气团的分布情况。年末最后一周，北美大部分地区处于比正常温度更高的气团之下。加拿大上空甚至有一个显著的暖“穹顶”，直接位于高压异常之下。

未来几天的降雪预报显示，美国最北部和部分加拿大地区将出现降雪。此外，在五大湖周围以及美国东北部地区也会出现降雪，但这主要与未来几天即将到来的冷锋有关。

展望 2025 年 1 月及其初期，通过常规气象工具预测，可能存在一定局限性。然而，可以查看早期趋势、大规模异常以及相关信号进行分析。因此，以下预测仅代表最新趋势与构想，需结合具体情况加以理解。

极地涡旋的到来

下方是 1 月初平流层低层 50 mb 气压水平（约 20 公里/ 12.5 英里高度）极地涡旋的预报图像。可以清楚地看到，极地涡旋再次呈拉长状态，并同时受到太平洋和北大西洋两侧的挤压。表明这种形态显示涡旋的内部核心被分裂成两部分，一部分位于东半球，另一部分延伸至北美地区。

通过查看平流层风速的预报，可以进一步观察这一动态，平流层风速通常用作衡量极地涡旋强度的指标。如图所示，预报显示平流层风速在 1 月左右显著减缓，这表明极地涡旋发生了移动并出现短暂的扰动（中断）。

下方是 1 月第一周的低层大气预报图，显示美国上空存在一个广泛的低压区域，并在加拿大中部成了一个槽区。由于低压系统呈逆时针旋转，这将形成一条直接从极地输送活跃冷空气的通道。

观察 1 月初大气层下半部分层的整体结构，可以看到北美上空的大规模低压异常直接与上方的主极地涡旋核心相连。而其余低压结构则进一步向东半球更远的地区扩展。

下方的 1 月第一周的气温预报图显示，受低压异常北风流的影响，一股强烈的冷空气将形成。预计冷空气将从加拿大西部向美国北部、中部和东部地区。

上述预报基于集合平均值，而在远期范围内可能略有平均化。此外，也可以查看单个（确定性）预报，尽管这种范围内的确定性预报可靠性较低，但通常用于分析可能的发展情景。因为实际天气状况不一定完全符合集合平均预报，而集合平均只是揭示一个更可靠的趋势。

下方是 ECMWF 在该范围内的单次预报示例。它显示了一个深低压系统将横跨美国中部和东部移动。正如上面的集合预报已经显示的那样，这个深低压系统将带来强烈的北风流和极地空气。这些单个预报仅用于展示潜在情景，而非最终确定的天气预报。

这种低压系统预计将把极地冷空气输送至美国。从下面同一预报的温度图中可以看出，1 月第一周美国中部和东部将经历本季迄今最冷的空气。

观察由同一系统带来的总降雪预报，可以看到加拿大南部和东部降雪量充足。更令人印象深刻的是，这种系统可能为美国东部带来大量降雪，甚至是“雪灾”。

如前所述，此情景并非确定发展，仅为单次预报运行的结果，它只是展示了未来趋势可能的发展方向。关注这些单次运行，是为了更好地理解天气系统可能的演变，因为集合平均预报掩盖了许多细节。

真正的冬季来临

深入分析 1 月第二周的延伸预测趋势，首先观察平流层低层的预报图。可以看到极地涡旋的核心被拉长，平流层低层的气压异常深入北美地区。这表明地表低层低压异常将继续受到上层支持。

观察低层气压分布模式，可以看到美国东部和加拿大南部上空存在一个广泛的低压区域。这意味着冷空气将通过加拿大南部和西部持续向美国输送，形成稳定的北风流。

同一时期的大气温度预报显示，美国北部、中部和东部大部分地区将经历广泛的冷空气异常，这种冷空气从加拿大南部和西部一直延伸到美国东部。虽然在这种预报范围内，异常通常会因为平均化而略显较弱，但这一冷空气异常仍然十分显著。

地表温度异常预报进一步表明，美国大部分地区将持续被冷空气覆盖。美国西南部是个例外，该地区受落基山脉的阻挡相对温暖，但山地（高海拔）地区仍可能出现降雪。这一预测表明，冬季气候将持续，至少持续到 1 月中旬。

降雪预报也支持这一冬季阶段的形成。尽管该预测基于集合平均且时间跨度较长，仅能作为趋势参考，但其显示了伴随气候模式变化而来的降雪潜力。预计较强的降雪事件主要集中在平原地区、中西部、美国东部和加拿大东部。

展望更长时间范围，目前能看到的仅是当前的趋势。这类预报的真正价值在于，随着事件的临近，观察其变化和发展。

下方为针对同一时期（1 月第二周）在 12 月 22 日发布的预报。可以看出，早在一个多月前的预报中就已提示这一趋势发展。而根据最新的预报，当前趋势与当初的预测高度一致。

上周（22 日）发布的这同期的气温预报也显示类似的气温趋势，随着预测期的临近，这一趋势逐渐增强并更加明确，预示着一股广泛的极地冷空气将席卷美国，为各地带来符合季节特征的冬季天气。