气球疑云在全球掀起关注，世界气象组织（WMO）也跟上气球热在官网发文，“气象气球在支援天气预报和气候监测系统中扮演重要角色，每天从全世界大约900个地点发射升空，每日1至2次，收集风速、温度、湿度、压力等。”这些气球探测的数据不断吹响危机哨声。
从去年底到今年初，一波波“极地涡旋”（polar vortex）席卷北半球，东亚、北美接连面临“世纪冰风暴”，俄罗斯的雅库次克刷新纪录，气温下探零下73°C，中国黑龙江省的漠河市和美国华盛顿山分别创下有记录以来最低温零下53°C、零下43°C，日本、韩国也遭遇豪雪和低温，日本气象厅称这次寒流为“十年一遇”，欧洲多地同样陷入急冻状态，寒潮风暴在各地造成死亡意外、电力中断、陆空交通大乱等严重灾情。
极地涡旋变形作怪
长期聚焦极地气候研究的台湾大学大气科学系助理教授梁禹乔解释，极地涡旋是大气环流的特殊现象，由北极上空往下看地球，有一个逆时针旋转的涡旋，这就是极地涡旋，从大气动力角度来看，极地涡旋与温度的南北差异有关，冬天的时候，北半球的南北温度在中高纬度达到比较大的差距，就会加强极地涡旋，所以通常极地涡旋在冬季比较强，夏季则会转弱。一般来说，平流层和对流层的极地涡旋跟天气较为相关，两者可以视作两个分离的大气系统，但是有时两者间会有一些交互作用，最近平流层的极地涡旋出现一些变化，可能接下来几个星期甚至一个月会影响对流层的天气，不过，最直接的影响还是来自对流层的极地涡旋。
这个冬季致命寒潮袭击各地，主要作怪的就是对流层的极地涡旋。梁禹乔进一步说明，在正常稳定的状态下，极地涡旋呈现正圆形，但是当大气有些扰动时，涡旋的路径会变得比较弯曲，让北极地区的冷空气比较容易往南传送到北美、欧洲或西伯利亚，导致冬季出现低温天气，甚至是破纪录的寒潮事件。
令人捏把冷汗的是，北极暖化正驱使极地涡旋出现剧烈变化。梁禹乔指出，北极暖化程度是全球的3至4倍，北极快速变暖有个专有名词“北极暖化加强现象”（arctic amplification），它会改变南北温度的差异，进而使极地涡旋变得更弯曲，造成北半球中纬度地区发生极冻的机率更高，不过，2014年一篇发表在《Nature Climate Change》的研究显示，在未来的北极暖化加强情境下，中纬度的温度变化量会下降，它背后隐含的是极端事件会减少，但这仍需投入更多研究。
中纬度急冻成常态
台湾中央研究院地球科学研究所兼任研究员汪中和表示，根据联合国政府间气候变化委员会（IPCC）的评估报告，在全球暖化的大背景下，极端冷事件次数总体减少，极端热事件会增加，然而极端寒潮事件的强度不会减弱，主要原因是北极的极地涡旋在暖化下已经变得非常不稳定，再加上中高纬度的喷射气流也受到暖化影响，它开始弱化且路径变得迂回蛇行，寒冷的北极冷空气也就更频繁的向南输送到中纬度地区，因此今年亚洲、欧洲和北美都出现极寒天气，但是这同时也有南方的暖气团会穿插入侵中高纬度，所以在同一个纬度会看到极冷、极暖并排出现的情况，这种不稳定的态势会因暖化而日益频繁，也会成为一种新常态。
冷气团一路长驱向南扩散，经过水汽条件丰沛的地区，往往会引发强降雪天气，去年12月日本北部、美国五大湖区都遭逢豪雪，美国国家气象局形容，这是“一世代一遇”等级的暴雪。汪中和指出，位在五大湖旁的水牛城受“大湖效应”（lake effect）影响，创下单日降雪量新高（约57公分），打破1976年的纪录（约32公分），全球暖化让湖泊结冰时间变少，水气蒸发更多，助长了大湖效应，而去年美国中西部普遍高温，不但让五大湖湖面结冰的时间延后，同时结冰的范围也缩小，所以提升了当地的降雪量，不过，若是气温持续上升，未来降雪的时间会愈来愈少，大湖效应可能不再是降雪，反而变成降雨了。
不只是极地涡旋，今年北半球的异常寒潮天气还受到其他因素交叠影响。汪中和分析，从2020年10月底全球进入反圣婴现象（又称拉尼娜，La Nina），这种连续3年的反圣婴现象对今年的寒潮有推波助澜的效果，一般来说，反圣婴现象发生时，整体给北半球带来比较冷的冬天，同时在多数反圣婴发生的年份，冬季欧亚中高纬大气环流南北方向的运行较大，冷空气会比常年更加频繁影响到中高纬地区，而且强度偏强。
另外，2022年初南太平洋岛国东加附近的海底火山爆发，也牵动了大气环流变化。汪中和指出，这次火山活动喷发大量水气进入平流层，影响平流层的温度，更远程影响到北极地区，让极地涡旋最近分裂更厉害，所以暖化再加上各种特殊条件的交互作用，今年北半球的广大区域都遭受到极端恶劣的严寒天气。
北极湿暖多风暴
北极圈内的天气也受到显著影响，美国国家海洋暨大气总署（NOAA）去年12月发布的《2022年北极年度报告》显示，2022年北极升温远高于比全球平均值，气候变迁让北极变得更湿、更暖，而且激发更多风暴。
冰雪覆盖的北极，为什么它的暖化速度反而更快？梁禹乔表示，温室气体增加造成海冰融解，是北极暖化远高于全球的最关键因素，海冰减少使得更多海水暴露出来，大气和海洋之间的热量交换作用变得更频繁，在冬天的时候海洋释放热量到大气，提高大气温度，同时有更多水气从海洋传送到大气，让极区变得更潮湿，降水也会增加；另外，许多研究还指出，大气海洋的热量传送也是一个重要的机制，这跟大气环流的结构有关，从中低纬地区传进到极区的热量让北极暖化加强，还有一些研究发现，局部的辐射回馈机制也占重要角色。
《2022年冰冻圈状况报告》捎来警讯，北极的海冰范围持续缩减。汪中和指出，每年9月北极海冰融化达到峰值，从1979年以来，9月份的海冰面积减少了45%，厚度减少了66%，以面积加上厚度的损失来看，海冰的总体积减少了71%，然而海冰的损失也随着各种因素浮动，21世纪初，9月的海冰流失量最大，最近几年海冰损失率略降，北极的气候变化相当复杂，同时影响整个地球未来气候的变化。
海冰消融难以逆转，北极海冰和极地涡旋的波动也成为科学家关注的议题。梁禹乔表示，这是近10年大气气候学界重要的研究主题，过去3、40年来卫星观测到北极海冰不断减少，海冰覆盖面积缩小，冬季从海洋输送到大气的热量增加，北极大气被加热后会影响南北温差，从大气动力理论来看，极地涡旋可能受到影响，它可能变得更弯曲，更容易造成极端天气事件，北极海冰减少和极地涡旋的改变两者在统计上有不错的关系，然而这个研究推论也存在争议，因为跟全球气候模式的模拟结果很不一致，目前科学家仍未达成共识。
不过，近年研究普遍发现，未来“北极暖化加强现象”会出现变小趋势，梁禹乔的研究也得到同样的结论。他说明，随着未来地球暖化程度持续加剧，夏季末北极可能完全没有海冰，北极增温达到饱和，北极暖化幅度会变小，但其他地方还是持续增加，根据气候模式的模拟结果显示，到了2030年至2060年间或之后就可以看到北极暖化加强效应减少。
冰雪圈野火窜烧
北极暖化现象不只反映在海冰消融，近年来北极地区的野火出现不寻常的升温趋势。汪中和指出，最近北极野火特别活跃和暖化效应习习相关，以7月下旬北极地区火灾高峰期来说，2019年北极发生森林野火的次数高达400次，过去平均次数只有100次，2020年更高达600次；北极不但有森林火灾，现在还有“殭尸火灾”，也就是泥炭地火灾，而且燃烧时间长，因为今年泥炭地的火灾会变成下一年度火灾的火种，2020年北极圈内约有50%的火灾事件发生在泥炭地，随着泥炭地释放更多的碳，也会进一步加速气候暖化。
一连串的滚雪球效应，让北极从陆地、海洋到大气都出现显着变化。汪中和提醒，北极已成为全球气候非常敏感的区域，它也是一个极端气候的放大器，目前全球平均升温较工业化前高出1.2°C，地球生态系统有16个关键气候“临界点”，现在已经有5个系统进入失稳状态，其中有3个就在北极圈，包括永久冻土的消融、格陵兰冰原的崩解，以及格陵兰和加拿大之间拉布拉多海流的崩溃，当前冰川与冰原正在融化，森林线向北移动，饥饿的北极熊在人类社区游荡觅食，北极的巨大变化也会深沉的冲击人类的未来。
“北极有如地球上的金丝雀，它告诉我们地球暖化的情况已经很严峻了。”汪中和这么形容北极浮现的危机讯号，“我们要立即减缓气候暖化，而且现在就要立即进行。”
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