天氣小觀：北方大地沉睡，南方海面凜冽朔風
天氣小觀：北方大地沉睡，南方海面凜冽朔風
再過兩天就是正統12月入冬了，在這深秋轉入冬的季節，
儘管南方依舊如秋，但北方大地早已沉睡，一層層的厚雪覆蓋，
海湖結冰，萬籟俱寂，世界變成一片白，安靜地不像話，
只有科技的世界更有活力了；結束了文學之秋，冬天是科技的季節。
一、起源就是人類文明之火，火的運用讓人類對抗寒冷冬季，演化出人類文明。
二、人類的馭火術有了精進，蒸汽機的運用開啟第一次工業革命，文明的轉折。
三、有了爐火純青的馭火術，人類試圖掌控更多，尤其二次工業革命的雷電術。
四、為了更貪婪掌握真實和虛擬的世界，過度濫用馭火術導致失控的全球暖化。
五、全球暖化是人類所造成已成共識，如何彌補？或使用禁術？只能拭目以待。
一、文明之火
地球是太陽系的第三顆行星，距離太陽約1.5億公里，繞著太陽進行公轉和自轉，
自轉軸相對於軌道平面法向量(垂直於軌道平面)的轉軸傾角23.44度，
因此分別產生了四季和晝夜，
而地軸的傾角約以四萬年的周期變動，變動幅度在22.1~24.5度間。
1. 地球傾斜的原因
一般認為，四十億年以前，一顆小行星撞到地球，造成地軸傾斜於是產生地球四季氣候。
然後六千五百萬年前的一顆隕石撞擊地球，導致了恐龍的滅絕。
2. 如果地球沒有傾斜
自轉軸沒有傾斜的地球就沒有四季的變化，赤道永遠受到太陽直射，兩極永遠只有微光，
高緯度永遠乾燥低溫，人類無法在高緯度生活；
低緯度永遠多雨高溫，土壤不停受到沖刷入海。
副熱帶高壓終年盤據在北緯20~40度之間，受副熱帶高壓壟罩的地方終年無雨。
於是人類只能藉由地形局部分布在副熱帶高壓南北側邊緣適合居住地方。
3. 如果地球傾斜90度
當地球自轉軸傾斜的角度高達90度的話，地球的四季會變得非常極端，
冬夏半球大氣逆轉，同時大氣不穩定機制異常活躍，出現許多劇烈天氣。
地球沒有永凍冰層，從赤道至兩極都會在冷季時結冰。
也因為沒有永凍冰土，人類除了對抗天氣，還要對抗活躍的細菌病毒。
4. 地球巧妙的傾斜23.44度，天生萬物以養人
當今地球的地軸傾斜23.44度，這巧妙的角度變化並不大且變化緩慢，
讓地球在一段時間內，能保持著規律的四季輪替，
人類文明中最大成就，就是觀測四季變化來適時的看時機下農，增加糧食收成！
5. 食衣住行的第二順位"衣"
滿足了口腹，再來就對抗環境變化的"著衣"了：
(1) 人類對火的使用是人類文化演化的轉捩點，使人類繁衍開創文明。
在遠古時代，大自然的火對生態環境的變化有著十分重要的影響。
一場大火過后，無數生命被吞食，幸存下來的人類隻得從灰燼中尋找可以充飢的東西。
原始人在從灰燼裡尋找食物的過程中發現，火雖然是可怕的，但靠近它時又可取暖。
這一意識的發生可以說是人與動物區別開來的一個重大分界線，
正是意識到火可以取暖人類才產生了保存火種的意識。
原始人開始將自然火種帶回洞穴中保存起來，人類對火的利用也就從此開始了。
(2) 火的利用是人類發明服裝的最根本動力
原始人在使用火的過程中，毛髮逐漸退化減少，於是對火的依賴性也越來越強。
特別是冬天，當人類離開火堆外出活動或尋找食物時，
由於感到非常寒冷，就不得不開始思考尋找御寒的辦法，從樹葉演進的獸皮的著衣。
寒冷帶給了人類的啟發，人類在困難面前學會了思考，終於發明了服裝，
二、馭火術
自從人類懂得駕馭星星之火以後，便開始征服萬物，社會組織也壯大起來，
18世紀的工業革命，是技術發展史上的一次巨大革命，馭火術的潛大威力被展現出來，
大機器生產出現，文明進入蒸汽時代。
三、貪婪
兩次工業革命後的高速生產時代，
人們的物質慾望變得越還越高，於是貪婪的濫用地球的資源。
甚至爆發了兩次世界大戰，惡性循環的結果，終致地球環境的失控。
四、失控的全球暖化
地球只剩12年！升溫1.5度達「暖化大限」
聯合國公佈的調查報告指出，自工業革命以來，
人類活動已讓地球平均溫度升溫攝氏1度，
若持續依現在的溫室氣體排放程度，
地球最快在2030年突破攝氏1.5度的「升溫大限」，
屆時夏季熱浪會越發極端，恐比現在高溫再增加 3 度，
且北極海出現夏季無冰情況，造成海平面大幅上升，
包含大堡礁在內的70％至90％的珊瑚礁都會消失。
全球氣候變遷陷入一場災難，影響數百萬人生死。
升溫攝氏1度
溫度上升攝氏1度後，北極圈全年將有半年處於無冰的狀態，
而通常不知颶風為何物的南大西洋地區沿岸將飽受颶風侵襲，
美國西部居民也將面臨嚴重的長期乾旱。
升溫攝氏2度
冰河逐漸消融，北極熊掙扎求生，格陵蘭島的冰河開始融化，
珊瑚礁也逐漸絕跡，全球海平面上升七公尺。
升溫攝氏3度
亞馬遜雨林逐漸消失，強烈的聖嬰氣候現象變成常態，
歐洲在夏天將不斷遭受少見的熱浪侵襲，
數千萬或數十億難民從亞熱帶遷徙到中緯度地區。
升溫攝氏4度
海平面上升，並淹沒沿海城市；冰河消失，造成許多地區嚴重缺水；
部分南極洲崩解，更加快了海平面上升的速度。
升溫攝氏5度
不適合居住的地區不斷擴大，
供應一些大城市用水的積雪和地下蓄水層出現乾涸現象，
數百萬人淪為氣候難民；
人類文明可能會因劇烈的氣候變遷而開始瓦解，貧民將遭受最大的煎熬；
兩極均沒有冰雪存在，海洋中大量的物種滅絕，大規模的海嘯摧毀沿海地區。
升溫攝氏6度
溫度上升攝氏六度後，高達95%的物種滅絕，
殘存的生物飽受頻繁而致命的暴風雨和洪水所苦；
硫化氫與甲烷不時引發大火，就像隨時會爆發的原子彈一般；
除了細菌之外，沒有任何生物能夠存活，如同「世界末日」的情節上演。
從攝氏1度升溫到攝氏3度的臨界點，
直到升溫6度導致包括人類在內的生物大滅絕，
很難想像人類活動就是造成這些浩劫的元兇。
更重要的是，由於地球上的生態系統非常錯綜複雜，
氣候變遷所導致的實際後果，可能比科學家預測的還要更加嚴重！
基於理論上的分析，溫室氣體排放所導致的氣溫上升，
地球將很快達到升溫2度的階段，
因此我們保住這個星球的唯一選擇就是立即採取行動，
減少溫室氣體-最大宗：二氧化碳（CO2）的排放。
五、彌補機會
為了阻止失控的大氣溫度，人類需要開發出更多新術。
暖化效應的彌補：碳捕捉、碳封存、碳轉化
或是扮演上帝，使用禁術：核能
核能這東西在人類文明中，可說是一項奇蹟：危險而美麗，
而這也是繼馭火術、雷電術、幻術...等之後，最想掌握的禁術之一。
當今所開發出來的仍是不完整的核分裂技術，但已是驚世駭人了。
對於減碳來說，根據國際能源署IEA(2016)能源科技展望報告指出，
至2050年全球CO2減量技術潛能推估
第(1)位：終端用戶的能源效率提升 38%
第(2)位：再生能源 32%
第(3)位：碳捕捉與封存技術(CCS) 12%
第(4)位：終端用戶的的燃料轉換 10%
第(5)位：核能 7%
第(6)位：發電效率提升與燃料轉換 1%
因此，
(1)全民用戶使用能源效率的提升和(2)再生能源對減碳的貢獻之外，
再來就是較陌生的碳捕捉與封存技術(CCS)了。
(一) 碳捕捉與封存技術(Carbon Capture and Storage, CCS)
碳捕捉技術：捕捉二氧化碳的技術
1. 小蘇打碳捕捉技術：以小蘇打為主成分的海綿進行碳捕捉。
2. Starbons生物材料：自廢棄生質能包括海藻和食物皮，
具有大量細微孔隙可以高效率捕捉二氧化碳。
碳封存技術：封存二氧化碳的技術
1. 玄武岩碳封存：將二氧化碳注入玄武岩，快速反應形成鹽類固化封存。
2. 生產碳產品，如高性能電池材料、製作二氧化碳混擬土。
CCS技術是達成巴黎協定2C目標及1.5C努力目標之重要組成策略之一，
也是可以解決現有電力部門鎖定碳來發電的關鍵技術。
自1990年代以來，各國推動大型CCS專案做為低碳能源轉型的策略，
2017年11月全球共有17個大型CCS綜合專案商轉，
總計二氧化碳捕捉量接近3,700萬噸/年，已展現 CCS 技術減量成效。
但因缺乏政府立法及推動政策的支持，更有投資成本過高、
投資誘因低、低碳政策不明、資金不足、發電成本增加等因素，
延緩了大型CCS計畫的發展；另外，因為CCS項目的規模較大，具高技術性風險，
也要承擔無法商轉和無法獲利等財務風險，需要政府持續協助推動，
並且明確表示CCS為值得投資的減碳技術，
政策方面同時加速CCS專業部屬，協助降低成本、提高安全性，
確保CCS技術到2050能持續如期應用，否則將產生嚴重的二氧化碳減量缺口。
而目前國際正致力研究降低CCS資金和運營成本，並改善發電效率。
2017年06月瑞士吸碳工廠開張，目標2025年吸收全球碳排1%，減緩全球暖化。
https://e-info.org.tw/node/205842
工廠所有人Climeworks向媒體表示，目前工廠還沒有開始賺錢，
但有信心在三到五年內將每噸溫室氣體捕捉成本從600美元降到200美元，
最終達到每噸100美元。
西方石油公司首席執行官薇琪 霍勒（Vicki Holub）也表示：
「碳捕捉的發展勢在必行，而且必須大規模實行。
如果沒有碳捕捉技術，我們便無法將全球暖化的幅度控制在《巴黎協定》中決定的2C。」
為推動CCS技術發展，我們的環保署也成立「碳捕集及封存技術策略聯盟」，
從小規模試行計畫開始，逐步擴大示範計畫，最終期望於2020年達成商業運轉目標。
對此，目前發展的相關技術包含臺灣工研院的鈣迴路碳捕獲技術、
瑞士Climeworks 公司的生物能源與碳捕獲和儲存、
結合太陽能發電和碳氫化合物生產於同一地點的芬蘭 Soletair 碳捕捉工廠
以及美國登山家（Mountaineer）發電廠的冷氨技術（chilled ammonia technology）等等。
好消息是根據今年《Joule》期刊發表的新研究顯示，
投資成本可望大幅降低，來到 94 到 232 美元／噸的價格區間。
(二) 碳轉化技術
此外，比起被動的碳捕捉和碳封存，
碳轉化技術則是主動的把捕捉到的二氧化碳立即拿來再利用。
（Carbon Capture and Utilization，CCU）
另類的煉金術
這種碳工程技術的發展，除了將碳捕捉成本降低，
若能將採集到的二氧化碳進一步轉化為液體燃料，
搭配碳捕捉成本控制在足夠低的範圍，
液體燃料就能降低燃料價格接近市價，刺激政策推動。
2018年05月16日科技新報：
技術獨步全球，台大發明創新低成本碳轉化系統
https://tinyurl.com/yclplujr
人類的煉金術又進一步了。
壹、冬季西風帶
已推動十幾年發展的CCS是否能有效減緩暖化，每年的冬季就是觀察的重點，
然而，全球CCS專案要達到商業化應用存在太多風險和壓力，
部分先進國家和歐盟正在改善法規管理體系和推行CCS機制，
但仍有專家提出CCS遠遠比不上排碳速度，預期成效恐大大折扣，
以去年全球暖化持續來看，
2017年底的冬季在歐洲、中北非、美國阿拉斯加和西西伯利亞等地變暖的程度最為顯著。
北極海冰當時面積更創下冬季的新低紀錄，可見地球溫度仍在失控。
只是，無論如何，有做總比沒做好，
首要觀察的2018年底的冬季現已展開，接下來暖化情況又會如何，
當然就是先從冬季西風帶來看。
西風帶的斜壓特性主導地球中緯度系統的大氣活動，
冬季因極地冷氣團南下，大氣呈明顯溫度梯度分布，
大氣的斜壓特性幾乎顯現於整個冬季半球（除了近熱帶偏低緯度區外）。
因此，
談冬季西風帶的變化就要從斜壓大氣的特性來看，
斜壓大氣又牽涉到大氣長波理論，
大氣長波理論又是從大氣運動方程推導，
大氣運動方程源自基礎的動力學方程來描述大氣運動。
1.動力學 2.大氣運動方程 3.大氣長波理論 4.斜壓大氣 5.冬季西風帶
1.動力學 2.大氣運動方程 3.大氣長波理論 4.斜壓大氣 5.冬季西風帶
1. 動力學
一團微小的空氣團單位質量受到的作用力應該有
1.1 電磁力：忽略
1.2 地心引力
地心引力是萬有引力的一種
(g) = –GM / r^3 (r) = –GM / r^2 (ar)
(r)為向量，大小|r|，方向為地心指向該單位質量微小空氣團。
(r)=|r|(ar) = r(ar)，(ar)單位向量(地心指向該單位質量微小空氣團)
r =|r|
G：引力常數
M：地球質量
負號(-)表示地心引力方向指向地心，地心引力大小與r^2成反比
由於重力是保守力，作功只和起點和終點的位置有關，和路徑無關，
作功可以轉換成位能儲存，減少的位能等於保守力對該質點所做的功，
位能II ----------B------- B點，地心引力B，位能II
位能I ----------A------- A點，地心引力A，位能I
位能I ---------地面G------- 地面G，受地心引力最大，|r|洽為地球半徑
A -> G 地心引力作功，位能減少，減少的位能=地心引力做的功
A -> B 外力作功，轉換為位能儲存，增加的位能=外力做的功
因此可以用位能(重力位能、引力位勢)的梯度來表示重力，即
重力 (g)= –▽Φ ， Φ：重力位能 ：梯度運算子
如此，可推導出 重力位勢/重力位能Φ：
(g) = –GM / r^2 (ar) = –Φ/r (ar)
Φ =∫GM / r^2 dr = GM/r
帶入邊界條件：r = a -> r = r
(1)當r >= 地球半徑a時，M為常數，|g|隨r增加而減少，
地心引力在r =a(地面)時最大，地面重力位能Φ=0
(2)當r < 地球半徑a時，M非常數，不考慮此狀況(大氣分布在地面以上)。
Φ =∫GM / r^2 dr｜r=a -> r
Φ = GM (-1/r)｜r=a -> r
得到大氣質點的重力位能
Φ = GM(1/a-1/r) ，r為地心到質點的距離( r >= a，當r=a時Φ=0)，a為地球半徑
1.3 氣壓梯度力
假設一個空氣質點為微小立方體，每面面積dσ，dσ=dxdy=dydz=dzdx
六個面：左面、右面、上面、下面、前面、後面
假設左面->右面的方向為x方向
1)
左面受到的力pdσ，方向為x方向，p為壓力
2)
右面受到的力(p+dp)dσ，方向為-x方向，p為壓力
其中dp=(⊙p/⊙x)dx，(⊙p/⊙x)為p在x軸(跟隨x)的變化率
得到右面受到的力（p+(⊙p/⊙x)dx)）dσ，方向為-x方向
****因為顯示問題 以 ⊙ 符號來替代 偏微分符號
3)
因此，在ｘ方向作用在微小立方體的淨力
Ｆx= pdσ–（p+(⊙p/⊙x)dx)）dσ，方向與x同方向
得到
Ｆx= –(⊙p/⊙x)dx dσ= –(⊙p/⊙x)dx dy dz，方向與x同方向
同理，
Ｆy= –(⊙p/⊙y)dx dy dz，方向與y同方向
Ｆz= –(⊙p/⊙z)dx dy dz，方向與z同方向
****因為顯示問題 以 ⊙ 符號來替代 偏微分符號
4)
微小立方體的受到的合力
^ ^ ^
Ｆ= –（⊙p/⊙x i + ⊙p/⊙y j + ⊙p/⊙z k）dxdydz
^
i 為x方向單位向量，
^
j 為y方向單位向量，
^
k 為z方向單位向量，
dxdydz為立方體的體積，dv=dxdydz
^ ^ ^
Ｆ= –（⊙p/⊙x i + ⊙p/⊙y j + ⊙p/⊙z k）dv = Ｆv dv
其中， ^ ^ ^
Ｆv= –（⊙p/⊙x i + ⊙p/⊙y j + ⊙p/⊙z k）為作用於單位體積空氣塊的淨力，
此即為氣壓梯度力： ^ ^ ^
氣壓梯度力= –（⊙p/⊙x i + ⊙p/⊙y j + ⊙p/⊙z k）= –▽p
p為大氣壓力。
負號代表氣壓梯度力的方向和氣壓梯度的方向相反，
氣壓梯度的方向：低壓指向高壓( p -> p+dp )
氣壓梯度力的方向：高壓指向低壓( p+dp -> p )
因此，連續測量各個位置的大氣壓力，就可以得到p，
並計算出氣壓梯度力，得知大氣系統的移動(忽略其他受力)。
1.4 空氣分子黏滯力
黏滯力就是大氣分子運動時，引起不同速度之間的動量傳輸，
也就是流體受到剪應力變形或拉伸應力時所產生的阻力。
如上層的氣體分子流動速度快，下層的氣體分子流動速度慢，
因此，
上層的氣體方子對於下層的氣體分子產生剪應力，
方向為前進方向，試圖拉快下層大氣分子速度；
下層氣體分子對於上層氣體分子產生剪應力，
方向為前進的反方向，試圖拖慢上層大氣分子速度。
流體由於黏性效應，在流經固體表面處會黏在固體之邊界上，
形成一層很薄的邊界層，
此時流體與固體表面之間沒有滑動（相對速度）之現象，
稱為無滑移（no slip）邊界條件。
以最簡單的例子：對於兩平板間的流體，
由於流體的無滑移邊界條件，故剪應力在任何位置為一常數，
將此剪應力乘上接觸面積就是摩擦力，即稱為分子摩擦力或分子黏滯力。
簡單來看，
空氣分子的摩擦力和運動黏滯係數ν正比相關，F=νF’。
ν=μ/ρ，μ為黏滯係數，ρ為空氣密度。
F=νF’，其中F’和變加速度正相關。(空氣分子黏滯力與變加速度有關)
單位質量空氣微團所受到的分子黏滯力F=ν（▽^2 V+1/3(▽‧V）
V：空氣分子在x,y,z三方向的運動速度向量。
1.5 科氏力
地球自轉的地轉偏向力，也稱科氏力，
科氏力只會改變物體移動方向，不改變物體受力。
簡單來看，
科氏力 Fc = -2(Ω) X (V)，
(Ω)：地球自轉角速度向量
(V)：物體移動速度向量
Fc = -2(Ω) X (V)：科氏力，方向垂直於物體移動方向(V)
1.6 慣性離心力
簡單來看，
單位質量空氣微團所受到的慣性離心力Fc’ = ｜Ω｜^2 (R)，
｜Ω｜：地球自轉角速度純量。
(R)：地球自轉軸到質點的距離，方向從地球自轉軸指向質點。
Fc’ = ｜Ω｜^2 (R)：慣性離心力，方向垂直於地球自轉軸向外。
正因為慣性離心力使地球成為赤道較長的扁圓狀的橢圓球體，
赤道半徑比極點半徑長約20公里，但比起地球6371公里的平均半徑，
顯然仍可視地球唯一球體。
地心引力和慣性離心力的合力，就是通常所說的重力，
也就是 (G) = (g) +｜Ω｜^2 (R)
慣性離心力與地心引力相同，也是保守力，
因此，(G)也可表示為 (G) = –▽Φ ，Φ為重力位能
▽Φ = GM(1/a-1/r) – 1/2｜Ω｜^2 R^2
相減的負號表示：由於慣性離心力遠離地心，
因此慣性離心力的分力方向與地心引力方向相反。
重力(G) = –▽Φ，負號代表和重力位能梯度方向相反，
重力位能Φ梯度，由低重力位能指向高重力位能
重力(G)的方向是由高重力位能指向低重力位能
(G) = –▽Φ = –▽(GM(1/a-1/r) – 1/2｜Ω｜^2 R^2 ) = g (ag) ，
(aｇ)：單位向量
(G)的大小：g=(r,R)
g=(r,R)，r：至地心距離，R：垂直於地球自轉軸距離
r與海拔高度z有關，R與緯度ψ有關，
因此g=g(z, ψ)
對重力位能的空間微分dΦ＝ ▽Φ‧(dr) ，(dr)=dr (ar)
▽Φ = –(G)， (G)=g(ar) ，(ar)：至地心方向的單位向量
∴dΦ ＝ –(G)‧dr ＝ (G)‧(-dr)
假設不考慮慣性離心力， r方向與z方向重合，
dz方向為地心指向質點， dr方向為質點指向地心
則 -dr = dz
∴ dΦ ~ gdz ， ~：近似(≒)
由定義：海平面的重力位能Φ=0
則海平面以上高度ｚ的重力位能
z
Φ＝∫ gdz ，其中g為重力
z=0
此一結論即：
重力位能Φ：移動單位質量空氣微團從海平面z=0到z高度克服重力所做的功，
其近似於重力加速度g(ψ)*z，當z不太大時，z近似為常數，g=g(z, ψ) ~ g(ψ)
因為地球半徑非常大，半徑高達6371公里，
因此，對dz而言，r+z≒r為常數，g=g(z, ψ) ≒ g(ψ)與高度z無關。
z
Φ＝∫ gdz ≒ g(ψ) z ，其中g(ψ)為重力加速度 ， ≒：約等於 ( ~ )
z=0
又通常z=20公里以下的大氣通常重力加速度取9.8 m/s^2與緯度ψ無關，
故g(ψ)≒g常數與緯度ψ無關
因此， Φ ~ gz ，即 Φ ≒ gz ，其中g為重力加速度取9.8 m/s^2。
換句話說，
如果我們只考慮20公里以下的大氣，即不考慮重力隨緯度與高度的變化，
單位質量空氣團之重力g(z, ψ)的值 ≒ 重力加速度g，重力位能 Φ ~ gz。
Φ ~ gz
當z=1時， Φ ~ g ~ 9.8 kg.m^2/s^2 ，
即為單位質量空氣團於地表附近/平均海平面之標準重力加速度
( 當z=1時，Φ值 ~ g = g0 )。
因此可以定義位勢高度：1gpm(位勢米)=9.8 m/s^2
即定義位勢高度當量G=9.8 m/s^2= g0 (重力加速度)
∴ 當高度z=1時，Φ/G=1gpm= z’，
重力位能Φ單位：kg.m^2/s^2；
重力加速度G=go單位：m/s^2
其中z’為位勢米 z’=(1/G )Φ， z’的單位不是幾何米m ，是kg.m(位勢米)。
z
Z’＝1/ G * ∫ gdz ≒ 1/G*g(ψ)z ≒ 1/G*gz = (1/g0)gz = (g/g0)z
z=0
其中，
g0：單位質量空氣團於平均海平面之標準重力加速度9.8 m/s^2
g：重力加速度m/s^2
結論：
計算位勢高度，不考慮重力隨緯度和高度變化，
重力位能Φ(kg.m^2/s^2)的值 以「重力加速度g (單位m/s^2)*高度z (單位米)替換」，
定義位勢高度 z’= Φ / (9.8 m/s^2)
可得 z’= Φ/(9.8 m/s^2) ≒ ( g/(9.8 m/s^2) )*z
z’= Φ/(9.8 m/s^2) 可看出位勢高度單位為kg.m (位勢米)
位勢高度與幾何高度換算 z’≒ ( g/(9.8 m/s^2) )*z => z’單位亦可以m(米)表示
儘管位勢米是一種位勢高度，
本質不是高度，而是重力位勢，為高空等壓面的天氣圖上，最重要的數字之一。
總結，位勢高度的定義：
位勢高度（英語：geopotential height）是氣象學中使用的一種假想高度，
指與大氣中某一點的重力位勢
（單位質量的空氣相對於平均海平面的重力位能）成正比的高度，單位為位勢米。
與幾何高度相比，位勢高度不考慮重力隨緯度與高度的變化( g(z, ψ) ≒ g(ψ) ≒ g )
氣象學通常使用的等壓面圖上的等高線即為等位勢高度線。
2.大氣運動方程
3.大氣長波理論
4.斜壓大氣
5.冬季西風帶
以上2~5下次再找時間來淺談了。
直接來看比較刺激的：斜壓不穩定。
這機制的終極奧義就是冬季最猛爆的寒潮爆發。
貳、斜壓不穩定
正壓不穩定的終極奧義：熱帶氣旋／颱風
斜壓不穩定的終極奧義：寒潮爆發／寒流
斜壓不穩定理論是中高緯度大尺度大氣運動發生和發展的機制之一，
它是繼長波理論之後大氣動力學上的又一重大科學進展。
因為此一理論證明了我們地球上常見的不穩定大氣擾動是由斜壓不穩定所引起。
大氣長波理論只解決了波的移動問題，
而斜壓不穩定理論同時定量計算了波長和波的結構特徵
(也就是斜壓性質：溫度相位落後波的氣流場)，成功的解決了波的發展機制問題，
對於天氣預報可說是大大幫助；因為天氣預報所要關注的重要性：波的發展>波的移動，
因此斜壓不穩定的理論在氣象學上就有如牛頓蘋果，足見此理論的重要性。
此外，從數學觀點來看來看：斜壓不穩定和正壓不穩定是非常類似的，
因為兩者差別在於能量來源的不同，有了斜壓不穩定的模式，
換個觀點，就可以導出正壓不穩定模式。
回顧1939年，Rossby以流體力學成功解釋了大氣的長波理論後，
斜壓不穩定的概念於1946年被提出，
中國學者趙九章發表於《Journal of Meteorology》
(後更名為《Journal of the Atmospheric Sciences》)第3卷
指出由於實際大氣是斜壓的，長波在斜壓狀態下可以是不穩定的，
即振幅將隨時間延長而形成天氣圖上氣壓場的槽、脊分佈和發展。
不過，由於假設理論推導結果和實況不符，
因此，被國際大氣科學界認可的斜壓不穩定理論的建立者是美國氣象學家Charney。
美國氣象學家Charney於1947年發表在《Journal of Meteorology》第4卷第5期，
解釋了中緯度溫帶氣旋的斜壓不穩定發展機制，此一解釋成功的令人信服，
彌補了長波擾動研究中對於緯向氣流垂直風切變，
以及地球角速度垂直分量考慮不足的問題，給出了一個更加接近實際大氣狀況的解答。
Charney能成功得到斜壓不穩定判據的主要原因之一：
是因為其抓住了垂直風切變這一關鍵因素，
因為斜壓大氣：溫度梯度的改變是由水平的溫度平流產生的，
鋒面上的緯向南方氣團和北方氣團對峙的溫度梯度產生熱成風，
於是在高度風場有了垂直風切變，從而造成了不穩定。
因此，斜壓不穩定的本質是垂直風切變中產生的不穩定：
當緯向風(東西風)的垂直風切變位於某一臨界值之下時，波是穩定的，
超過這個臨界值之後，波動將變得不穩定；
把這種穩定性的判定應用到四季大氣季節變化的平均緯向風就會發現
西風帶會連續產生不穩定波動，這種大氣動力下連續產生的不穩定波，
說明了西風槽脊的生生不息。
美國氣象學家Charney於1947年成功提出斜壓不穩定理論後，
1949年英國氣象學家Eady在《Tellus》第3期，發表了《長波和氣旋波》，
進一步改良了斜壓不穩定理論，以合理的簡化方法，得到更為簡單的斜壓不穩定模式，
比起Charney考量較複雜的推導模式，
此一模式以適度的簡化來顯示斜壓不穩定的基本特性。
Eady指出，通過觀測可以發現，與“天氣”相關的所有波的波速均小於聲速，
所以，可以把大氣作為不可壓縮流體來處理，為了簡便並忽略了科氏力的變化，
再過濾重力波，最後得到大氣波動方程式的解，
讓人可以更清楚的解析地斜壓不穩定的垂直結構和臨界條件。
在斜壓不穩定的概念中，南北溫度不一樣，冷空氣向南、暖空氣向北的運動過程中，
有效位能借著溫度梯度有能量釋放，而這概念真正重要的是南北運動不能產生能量交換，
要通過上升、下沉運動才能產生能量交換。
而Charney(1947)和Eady(1949)是斜壓不穩定理論的經典代表，從其研究中可知，
當平均風場有垂直風場時，在適當的條件下，平均風場會釋放可用位能供擾動長大。
因為有垂直風切表示大氣是斜壓系統，此現象即斜壓不穩定。
從大氣運動方程式的適度簡化可推導出擾動總能量E：
E = ( …A1...) [ (...A2…)⊙U/⊙y - (...A3…)*1/S*⊙U/⊙z]
***因為顯示問題 以 ⊙ 符號來替代 偏微分符號
U是基本風場，S=(Ld/L)^2=可視為動能與位能的比值，y：緯向，z：高度
⊙U/⊙y 風場隨緯向變化，即水平風切
⊙U/⊙z 風場隨高度變化，即垂直風切
S>1(動能>位能)，則位能比較不重要
S<1(位能>動能)，則動能比較不重要
由方程式可知，在沒有外力作用下：
基本場要存在水平風切U/y或垂直風切⊙U/⊙z，擾動能量才會隨時間變化。
S很大(動能>>>位能)，擾動能量主要是由水平風切⊙U/⊙y給予=>正壓不穩定發展
S很小(位能>>>動能)，擾動能量主要是由垂直風切⊙U/⊙z給予=>斜壓不穩定發展
因此，
從數學觀點看，並不會刻意區分正壓不穩定和斜壓不穩定，
因為兩者數學意義類似。
從能量觀點來看，正壓不穩定是動能的轉換，
斜壓不穩定是位勢能的轉換。
而從氣象觀點來看：
當平均風場有垂直風切，在適當條件下=>斜壓不穩定
當平均風場有水平風切，滿足特定條件=>正壓不穩定
事實上，正壓不穩定的條件比斜壓不穩定來的嚴格，
主要是因為純正壓大氣沒有垂直風場，所以只考慮水平結構的大氣模組，
邊界條件為零(水平風切的邊界風速設為零)，如此簡化了推導出的方程式，
但要滿足方程式等號兩端的條件卻更侷限了(更嚴格了)，
也因此正壓不穩定的擾動發展條件比斜壓不穩定嚴苛。
此外，S=(Ld/L)^2=可視為動能與位能的比值，
其中Ld與Rossby尺度有關(Internal Rossby radius)，
L為水平尺度，
因此，
若S很大(動能>>>位能)，即L很小=>忽略垂直變化，屬正壓系統；
若S很小(位能>>>動能)，即L很大=>忽略水平變化，屬斜壓系統。
由此可知，斜壓大氣系統的水平尺度(L)要大，正壓大氣系統的水平尺度(L)要小。
實際大氣中，
中小尺度的不穩定擾動主要分布在比較接近正壓大氣系統的低緯度地區，
中高緯度的不穩定擾動則多屬大尺度的斜壓大氣系統。
參、2018年12月冬季西風帶之斜壓大氣不穩定
本週時序恰好要進入218年12月冬，由於北極渦旋的勢力擴張，
極渦暴風圈-西風帶再南移，副熱帶西風噴流12月起全面籠罩台灣，
夏季系統的勢力退出台灣，低緯度的正壓大氣機制運作在台灣變的不明顯，
台灣大氣運動以斜壓大氣的機制為主要，有明顯的溫度梯度，北冷南暖，
當斜壓大氣開始趨向不穩定機制運作後，就等冬季系統光臨了，
也就是等：冷鋒、冷氣團、寒流了。
○：陽光熱夏
南亞高壓、太平洋高壓、印度/中南半島地面熱低壓、熱帶氣旋、季風低壓、季風槽
上列不用理會；
-----------------------------------------------------------------------------
☆：星夜寒冬
北極渦旋、東亞大槽、西伯利亞/蒙古地面冷高壓、溫帶氣旋、冷渦旋、西風槽
上列全面關注。
☆ 北極渦旋
北極渦旋是冬季系統的大魔王，除了是極地氣候的掌控者外，
也是北半球高空最強冷渦旋，與南極渦旋相對應。
北極渦旋->北極震盪->北極海冰
(1)北極渦旋
目前北極渦旋中心百帕高度場達15300米以下，
這表示位勢高度15300gpm的北極渦旋為一強烈的低壓渦旋：
以標準大氣：
假設在乾空氣、平均海平面之氣壓和氣溫分別為1013.25百帕(1atm)和攝氏15℃，
換算表約如下
幾何高度 位勢高度 氣壓 重力加速度
m gpm hpa m/s^2
----------------------------------------------------------------------
0(海平面) 0 1013.25 9.8
11019 11000 226.32 9.77
20063 20000 54.75 9.745
因此可知，20km以下大氣，重力加速度g≒9.8 m/s^2
位勢高度z' = ( g/(9.8 m/s^2) )z ≒ z'即位勢高度和幾何高度相差不大。
以另一個位勢高度表來看
位勢高度 氣壓
(gpm) (hpa)
--------------------------------
0 1013.25 (標準大氣1atm，攝氏15度)
15000 120.5
15500 111.3
16000 102.9
17000 87.9
可推算海平面標準大氣換算至100帕的位勢高度約為16193位勢米。
而從16193位勢米降到15300位勢米，顯然，
北極渦旋中心百帕高度場15300位勢米可見是十足的強烈低壓，
低於標準大氣壓893位勢米。
因此用對比想像 1013.25百帕-89.3百帕 = 923.25百帕
=>15300米的北極渦旋想像為地面923.25百帕的強烈氣旋，
化整為零，想像為930百帕的強烈氣旋。
因此，由百帕高度場16193米 => 地面1013.25百帕
可想像以下：
百帕高度場中心16000米 = 想像是1000百帕的氣旋
百帕高度場中心15300米 = 想像是930百帕的氣旋
百帕高度場中心15000米 = 想像是900百帕的氣旋
綜上，想像北極高空有著930百帕的強烈冷凍氣旋，調度著北極冷凍氣團。
不難理解，冬季大氣的最重要關注莫過於北極渦旋的動向。
模式預報，目前北極渦旋中心從北亞偏向亞洲遠東地區，
一週尾聲回歸北極，很快之後又再偏向北美加拿大，可想而知，
未來一週，亞洲遠東地區大冷凍，一週過後北美加拿大再度大冷凍。
稍遠的一週過後(也就是下周末)，
北極渦旋最外環百帕高度場16500位勢米已穩定擴展到台灣上空，由以下換算表
位勢高度 氣壓 氣溫
(gpm) (hpa) 攝氏
-400 18度
-200
--------------------------------------------------------------
0 1013.25 15度
15000 120.5
15500 111.3
16000 102.9
16193 100
16193+400=>約16500
海平面攝氏15度乾空氣對應100帕高度場約16193位勢米
海平面攝氏約18度乾空氣對應100帕高度場16500位勢米
換句話說，下周末，北極渦旋最外圍勢力16500位勢米穩定擴展至台灣後，
台灣的背景大氣溫度降至20度以下，冬天來了。
(2)北極震盪
既然北極渦旋的偏移影響著北極冷凍氣團的分配，
因此須要用一個度量指標，當然就是北極震盪，
以「AO 指數」即為「北極震盪指數」做為度量的指標，
AO 指數：指北半球約北緯 45 度的中緯度地區與北極
地區海平面氣壓值的高低比較變化值，分為正相位和負相位。
當北極振盪指數為正值（正相位）時，表示北極的氣壓較例年為低，
與中緯度的氣壓差變大，此時圍繞北極的寒帶噴射氣流－極地渦旋（Polar Vortex）變強
也就是簡單通稱：北極渦旋增強，
此一變化會抑制北極的寒冷氣流南下，
使得歐亞大陸北部及北美洲北部的冬季氣溫較例年為高，形成暖冬。
反之，當北極振盪指數為負值（負相位）時便會造成北半球中緯度地帶冬季嚴寒。
模式預報，目前負北極震盪明顯，北極渦旋強度難以增強，
由前面”北極渦旋”所提，北極渦旋中心未來一週從北亞滑向北美，
北極冷凍氣團持續往北亞和北美流出，西風帶的波動讓暖空氣進入北極，
同時推動北極冷空氣堆積，造成地面氣壓升高，與暖氣團的對峙，斜壓不穩定機制加強；
因此模式顯示展望12月初，又是一波顯著的負北極震盪。
(3)北極海冰
北極海冰是衡量全球暖化的重要指標，
不只夏天要看海溫大於26度C的OHC，冬天也要看海溫，看的是海溫低於0度C的ICE。
入秋以來的正北極震盪讓北極海穩定結冰，
11月以後剛好轉負北極震盪，超強冷凍氣團光臨哈德遜灣使全區結冰了一半，
因此整體北極海冰面積加總來看，目前海冰情況比起近年好很多。
不過目前北極海冰的增加趨緩，未來北極大氣又趨向負北極震盪，
北極冷凍氣團四散，就拭目以待如何影響著各個高緯度海洋的海冰變化。
(3.1)北極海
有賴入秋的正北極震盪，基本上大致上都已順利結冰，惟獨小範圍區的結冰還須加把勁：
a.楚科奇海：這裡結冰的挑戰是面臨北太平洋暖脊的深入，斜壓不穩定的溫帶氣旋活躍，
造成風速偏大影響結冰。模式預報由於阿拉斯加暖流關係，
未來暖脊從阿拉斯加深入，因此這個海區的結冰看來依舊緩慢而嚴峻。
b.喀拉海：位於北亞北地群島西南方的喀拉海已結冰6成，剩餘4成較難結冰，
不用說就是因為北大西洋暖流->挪威暖流影響。
不過模式顯示，未來一週，有賴於北極渦旋回歸北極再飄向北美，
因此北極冷凍氣團在這一區加強施力不斷，
零下10度甚至20度的超級冷氣團都光臨喀拉海，雖然時間不長，
但剩餘4成的海區基本上還是樂觀其成的看好結冰。
c.巴倫支海北方極區海域：這裡的挪威暖流勢力更強，
同時也是北大西洋暖脊首當其衝區域，
海水要結冰真的有得拚，
尤其巴倫支海本身幅員果大，冷暖氣團在此激戰不知多少回，
模式顯示未來一周，冷氣團緩慢的佔了上風，
但也付出不少代價，巴倫支海域大氣溫度大致上介於冰點，
北方極區海域溫度更低，應該還是能緩慢結冰。
以上楚科奇海、喀拉海、巴倫支海北方極區海域的結冰對北極海冰面積的增加固然重要
但如果沒有拓展新據點大量結冰，
那麼以現在北極海冰面積增加速度放緩來看，
很快又會出現類似去年冬季慘不忍睹的情況。
不過，由於負北極震盪，北極冷凍氣團南下到處下雪結冰。
因此，受到正面衝擊的海域就有機會大量結冰。
A.鄂霍次克海
如果鄂霍次克海能像前陣子加拿大的哈德遜灣大面積結冰的話，
肯定會大大增加海冰的統計面積。這是有機會的，
因為位於西伯利亞的超級冷凍氣團並沒有要南下的意思，
反而因北極渦旋往東移，
未來一週大量的冷凍氣團沿鄂霍次克海北方沿岸入海，
模式顯示850百帕零下20度~24度一批一批入海，有機會使這海域大量結冰。
B.哈德遜灣
繼前一波北極負震盪後，北極氣團把這海域冰凍一半，
模式顯示後期第二波北極負震盪，北極超級冷凍氣團再來，
看來哈德遜灣全面結冰不困難了。
C.哈德遜海峽
如果10天後哈德遜灣能順利全面結冰，這表示超強冷凍氣團正中目標，
那麼位於東邊的哈德遜海峽，儘管沒有直接命中，
但也是低於零下10度的結凍大氣可以使其結冰。
結論：
未來10天雖然楚科奇海、喀拉海、巴倫支海北方極區海域結冰阻力大，
但若能從鄂霍次克海、哈德遜灣、哈德遜海峽補回，還是能維持海冰面積的穩定增加
☆ 東亞大槽
東亞大槽和北美大槽是冬季北半球高空對流層最強兩大平均低壓槽，
主要採用以500百帕場的平均槽來看，象徵著冬季系統大軍向南侵襲的範圍。
如果說北極渦旋是魔王，那麼東亞大槽就是對外放出的霸氣，從東亞移出的西風槽，
因為東亞大槽背景的霸氣，西風槽加深為大槽，率領冬季大軍南侵。
冬季東亞大槽的霸氣主要來自於海陸的分布的熱力差異，
另外也包括青藏高原地形影響大氣的熱力和動力作用下所形成。
因為大陸的熱力和海洋的熱力對比，西北方亞州大陸寒冷，東南方西太平洋暖熱，
而斜壓大氣正是水平方向的不均勻熱力作用(正壓大氣是動力強迫)，
於是在亞洲東岸的冷暖中間過渡區形成了低壓槽區，即為東亞大槽，
以冬季海陸對比差異最大時，大槽最為強盛，位於亞州東岸，夏季則減弱退往中太平洋。
冬季時，西伯利亞/蒙古地區位於槽後，有明顯的冷平流，形成西伯利亞/蒙古高壓，
槽前則出現阿留申低壓，經常帶出北太平洋暖脊。
許多學術研究都顯示東亞大槽強度與西伯利亞/蒙古高壓冷高壓強度成正相關，
當然也是與冬季風強度正相關。
自11月起，因為東亞大槽偏弱，造成東亞短波槽東移，
蒙古冷高壓發展不起來，當然也就帶不出東亞寒潮爆發。
不過，最新模式預報顯示，未來一週亞州東岸的西風槽加深，
代表東亞大槽開始增強，後期西伯利亞/蒙古出現1048百帕以上的冷高壓。
☆西伯利亞/蒙古地面冷高壓
由壓力公式P=F/S可知，地面冷空氣越冷，密度越大，
重量越重F越大，所承受的氣壓P越大；
因此地面大氣溫度越低，背景氣壓越高，
亦即西風槽使冷空氣堆積出冷高壓，
因此，1050百帕以上的地面高壓都是西風槽在寒冷大陸上把冷凍氣團集中堆積而成。
i.
冷高壓地面中心氣壓一般在1030百帕以上 (西風槽在陸地上集中冷氣團頂堆出寒流)，
如果西風槽在台灣堆出這種地面氣壓值，肯定是寒流要來了。
例如：
2016年1月11日氣象局表示台北已測得1030百帕
https://news.tvbs.com.tw/amp/world/851296
ii.
冷高壓地面中心氣壓在1040百帕以上：西風槽堆出「喊水會結凍」的冷凍氣團。
iii.
冷高壓地面中心氣壓一般在1050百帕以上：西風槽堆出強烈冷凍氣團，
這種已是能讓北方大地沉睡的強烈冷高壓了。
iv.
冷高壓地面中心氣壓一般在1065百帕以上：西風槽瘋了!
西伯利亞/蒙古地面冷高壓->東北季風
(1)西伯利亞/蒙古地面冷高壓
從模式預報來看，目前1032百帕的冷高壓從東北亞往東南移動，
東北季風大概還會吹個兩天，週末減弱回暖，
重點在5天以後，1048百帕蒙古冷高壓南下，
緊接著西伯利亞又一波1048百帕冷高壓，可見東亞大槽轉強後，
冷高壓一波接著一波，由於北方冷氣團已達威力，屆時就要留意冷空氣的強度了。
(2)東北季風
東北季風由北方西伯利亞/蒙古地面冷高壓，模式預報未來一週，
前段因東北季風減弱，東北部降雨緩和，但後期冷高壓一波接著一波，
模式看來，東北部和北部的淒風苦雨要開始了，
尤其東北部有機會下到不要不要的。
而這個東北季風正式正統的冬季風-北北東風。
☆ 溫帶氣旋
溫帶氣旋是斜壓大氣不穩定機制形成，不同於颱風的正壓不穩定機制形成；
斜壓大氣不穩定氣旋的能量靠溫差的重力位能轉換動能，
正壓大氣不穩定靠自身動能轉換。
顯然，正壓大氣不穩定條件比較嚴苛，因此溫帶氣旋的數量遠多於颱風，
但也由於溫帶氣旋少了CISK機制的主導，且因為地球自轉偏向作用，
高緯度偏向力大，要旋轉需要更強的氣壓梯度差，
亦即同樣氣壓值的氣旋在低緯度風力強，高緯度風力弱，
導致溫帶氣旋的最低氣壓、最強風力、最久維持的紀錄皆不如颱風。
然而，
話又說回來，溫帶氣旋的大尺度、產量多、增強快的特性，
帶來的影響更全面，
更別說許多強烈溫帶氣旋的氣壓和風力都可媲美中度颱風，且可由熱帶氣旋轉化而來。
溫帶氣旋->鋒面
(1)溫帶氣旋
亞洲-西太平洋有很多著名冬季天氣系統，蒙古冷高壓，西太平洋颱風，南亞季風等，
但提到溫帶氣旋就要轉到歐洲了，也就是總令人想起侵襲歐洲的大型冬季風暴；
這種風暴不同於夏秋之際的東亞-颱風，南亞-季風低壓，美墨-颶風，
歐洲的追風季為秋冬季節，英國錄得最高陣風為每小時160公里，德國則錄得約190公里。
因此，歐洲許多國家就替了溫帶氣旋命名。
在東亞，
溫帶氣旋通常從東亞沿海或日本海形成後即往東北移至中太平洋阿留申群島附近海域，
強度都是在海上增強的風暴，
對東亞可說沒甚麼影響，但對東北亞尤其日本有時就是苦主。
模式來看，一周尾聲的溫帶氣旋從日本近海形成後往東北東移至阿留申海域，
巔峰強度屆時可增強至968百帕以下，沒意外又是個人畜無害的很角色。
(2)鋒面
儘管溫帶氣旋本體往往對東亞沒有影響，但溫帶氣旋的旋臂就是冷暖鋒面了。
溫帶氣旋向西的懸臂是冷鋒，冷鋒由北方冷氣團往南推動，
溫帶氣旋向東的懸臂是暖鋒，暖鋒由南方暖氣團往北推動，
也由於溫帶氣旋位置位於台灣東北方，因此台灣受冷鋒影響就很多。
模式預報，一周後期的冷鋒南下台灣，就是由鄂霍次克海的溫帶氣旋所旋出，
當然冷鋒要關注的是後面的冷氣團，而不是追風；
而後面的冷氣團強度當然就要看高空冷渦旋所帶來，
冷氣團的路徑則看西風槽所帶來。
☆ 冷渦旋
冷渦旋和溫帶氣旋同樣是斜壓大氣不穩定產生的氣旋，最大差別在於高度不同，
冷渦旋是高空的氣旋族，向下沉降冷空氣；
溫帶氣旋是地面的氣旋族，向上發展厚度。
既然冷渦旋是高空的冷性氣旋，就往往與帶來冷氣流的西風槽密切相關，
冷渦旋往往就是西風槽內的封閉渦旋，
顯示出西風槽帶來大量冷氣團下沉而形成高空氣旋。
帶來大量冷氣團的西風槽當然不會只停留在高空，冷氣團隨著槽內冷渦旋旋轉下沉，
在斜壓大氣運作下，
在冷渦旋的西側或北側對應的地面天寒地凍，冷氣團沉降於此，
而南側或東南側則較溫暖，
於是地面西北方和東南方的溫差拉大，槽後是冷氣團，槽前是暖氣團，
當西風槽轉直，於是溫度槽(冷氣團還堆在西北方)明顯落後高度槽(轉直的西風槽)
=>斜壓不穩定機制開始，槽前溫帶氣旋發展，槽後地面冷高壓發展。
冷渦旋->冷氣團
(1)冷渦旋
目前北方鄂霍次克海高空有一個4980gpm的高空冷渦旋
一個簡單的對比：
副熱帶高壓勢力以500百帕高度場5880gpm(位勢米)線，5880gpm以上為高壓
西風帶穩定勢力以500百帕高度場5760gpm(位勢米)線，5760gpm以下為低壓
因此，4980gpm的高空冷渦旋顯然是一個強烈的冷渦旋，
高空冷渦旋把冷凍氣團沉降至西側和北側，也就是鄂霍次克海的西方和北方沿岸，
超冷凍氣團鋪陳在此地面，再往西就是西風槽的西北氣流，堆積出西伯利亞冷高壓。
隨著高空冷渦旋東移，大量的超冷凍氣團送入鄂霍次克海，
因此可以期待鄂霍次克海結冰，增加海冰面積。
一週後期，鄂霍次克海西側500帕高空又一個更強的4920gpm的強烈高空冷渦旋，
這個冷渦旋會往西延伸出大橫槽，槽後冷氣團堆積，
就等大橫槽轉直，是否率冷氣團南下東亞了。
(2)冷氣團
不管是北極渦旋的加持偏向北亞，還是高空冷渦旋的在西伯利亞發展，
西伯利亞的冷氣團已令大陸冰封許久，不過如果以平均強度來看，
西伯利亞東部的冷氣團強於西部，
主要問題在於北極渦旋中心從新地島或北地群島偏入北亞後，
高空冷渦旋順著西風帶往西移至西伯利亞東部後，
由於亞洲東岸槽區的有利環境，使的高空冷渦旋往往迅速發展，
更強的超冷凍氣團鋪陳到西伯利亞東部。
模式預報，未來一週西伯利亞冷氣團會發展至前冬時節以來的巔峰強度，
後期西伯利亞東部甚至出現850帕逼近零下40度的超級冷凍氣團，
接著驚人的模式顯示，接著就是西風大槽轉直帶出東亞寒潮爆發!
☆ 西風槽
如果說北極渦旋是冬季系統大魔王，
東亞大槽是大魔王的霸氣場，那麼西風槽就是霸氣場化成的利刃，直接而有力。
西風槽->寒潮爆發
(1)西風槽
從北極區高空低壓延伸出的槽就是西風槽，西風槽後就是偏北氣流的冷平流，
將冷空氣往南帶平衡南北溫差。槽內也可再形成封閉的高空冷渦旋。
斜壓大氣是由於水平方向的不均勻熱力作用，當西風槽呈東北西南走向時，
西風槽
冷空氣 /
冷高壓 / 暖空氣
/ 暖高壓
可發現冷空氣往西南，暖空氣往東北，
於是斜壓大氣的運作-水平方向的不均勻熱力作用，越來越明顯
(斜壓大氣趨向斜壓不穩定)=>有利西風槽發展延伸。
反之，西風槽呈現西北東南走向，
則有利南北氣流混和
=>水平方向的不均勻熱力作用減弱
=>斜壓大氣運作趨緩，西風槽減弱。
因此，標準西風槽的一生就是
-衡槽 => / 增強 => | 垂直 => \ 減弱
當然，地球上不是只有斜壓大氣的舞台，還有正壓大氣(副高)來抗衡。
而令人關注的並不是西風槽的一生，
而是西風槽增強過程中的斜壓大氣趨向不穩定，最著名的就是寒潮爆發。
最新歐洲模式預報了下周四東亞寒潮爆發，西風大槽橫轉直，
寒流侵襲東亞，冷氣團到達台灣北部，
不過時間還稍久遠，先多加關注。
(2)寒潮爆發
寒潮是所有惡劣天氣中影響範圍最廣的，這是斜壓不穩定所展示出來的終極力量
比起颱風、溫帶氣旋、鋒面、季風低壓等影響都大上許多。
東亞寒潮爆發不用說就是西伯利亞冷氣團南下。
時序即將邁入正統12月冬季，
未來天氣最受關注的就是12月6日周四的東亞寒潮爆發了，
因時間真的還久遠，有待之後揭曉了；至少未來一週前段天氣不差蠻舒服的。
(以上供參囉)
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