極うず
極うずは、周極うず、極低気圧、極低気圧とも呼ばれ、一般に地球の各極域の上方に位置し、極低温空気の塊を含む持続的低圧の大領域をいう。 このサイクロンの高度は、対流圏(地球の大気の最下層で、地表から高度10〜18kmまでの領域)の中央から成層圏(高度10〜18kmから約50kmまでの大気層)にかけての範囲に及ぶ。 極うずには、極前線ジェット気流(熱帯の暖かい空気と中緯度の冷たい極域の空気を分ける、成層圏を東に進む強い風の帯)があり、冷たい空気はこの中に収まっている。 極うずの強さは季節によって異なるが、極域と赤道の温度差が最も大きくなる冬に最も強くなる。 3003>
冬の北半球では、極前線ジェット気流が中緯度(北緯30°~60°にある地域)上空にあり、風速は時速193~402kmの間で変動します。 このジェット気流の循環が強いと、極うずは北極付近を中心としたほぼ円形の形状を保つ。 極域前面のジェット気流の循環に乱れ(ロスビー波と呼ばれる)が生じるのは、陸と海の温度差や、大きな山脈によって偏向された空気が、成層圏のジェット気流の経路に入り込むことで発生するエネルギーが原因である場合がある。 この波によって、極うず周辺の循環が弱まり、北上する暖気団や高気圧によって極うずが乱されやすくなる。 極うずが乱れると、北極の寒気の主要な領域が数千km南下し、広範囲におよぶ「寒気の発生」や「寒波」が起こり、ユーラシア大陸や北米の人口密集地で気温が危険レベルまで低下することがある。 例えば、2014年1月上旬に発生した寒気の影響で、アメリカ東部の地表気温は平年より約20℃も低下した。 また、2013年3月にヨーロッパを襲った寒波では、ドイツ、ロシア、東欧の一部で気温が平年より10℃以上低下した。
南極大陸とその近海にある極うずは、南半球の南海上およそ50°から65°の間を循環する極前線ジェット気流によって、地域外の空気から隔離されています。 南極は陸地と海が混在しているのではなく、海に囲まれているため、南極の極前線ジェット気流は北極のそれよりも均一で一定しています。 そのため、ジェット気流の下での陸と海の温度差は、北極ほど大きくはありません。 また、ジェット気流のエネルギーを偏向させる山が少なく、遠いため、大きなロスビー波が発生することも北半球に比べると少ない。 そのため、南極の極うずは北極の極うずよりも外気団の侵入に強く、春先にしか崩れない傾向がある。
南極の極うず内に閉じ込められた寒気は、冬季に真珠層雲(水と硝酸からなる極成層圏の雲)を発生させ、極夜(南極が数ヶ月間完全に暗くなる期間)の間中、この雲が続くことに寄与している。 PSCは、反応性の低い塩素含有分子を反応性の高い分子状塩素(Cl2)などに変換し、オゾンホールの原因となる。 8月と9月にこれらの雲が太陽光にさらされると、塩素分子が1個の塩素原子に分解され、成層圏のオゾン(O3)分子と反応し破壊される。 真珠層雲は自然に形成されることもあれば、大気中のメタン濃度の上昇に関連して形成されることもあり、その一部は人間の活動に起因することもある。