全球暖化下南北溫度梯度與天氣擾動的共變趨勢 近年來極端天氣事件頻傳，越來越多人關注人為的全球暖化與氣候變遷如何影響天氣系統。我們由溫度梯度的角度來切入這個問題，太陽非均勻輻射產生的南北溫差為驅動大氣環流與天氣系統的最初能量來源，因此南北溫度梯度的改變能直接影響天氣尺度的大氣擾動，而南北溫度梯度在全球暖化下會有所變化，因為溫室氣體濃度增加造成的升溫並不均勻，有些區域(如熱帶高層與極區)的暖化較其他地區更為劇烈。

過去四十年間北半球中緯度對流層的南北溫度梯度，以及對應的大氣擾動，在冬天和夏天有著不同的變化。冬天時北緯30度左右以及北極地區的增溫較中緯度(約30-60度)大，因此中低緯度的溫度梯度上升，中高緯度梯度降低，所對應的天氣尺度擾動能量與熱通量與溫度梯度有一致的變化: 中低緯度增強，中高緯度減弱。夏天時則由於整個中至高緯度的陸地增溫，北半球平均南北溫度梯度降低，伴隨著天氣尺度渦流活動的減弱。

除了近地表與低對流層，較高層大氣的溫度梯度也會改變。溫室氣體的輻射效應會暖化對流層但會冷卻平流層，因此中緯度高對流層低平流層區域的南北溫度梯度在全球暖化下會上升，我們分析觀測資料與氣候模式的暖化情境實驗，都有發現此區域溫度梯度上升伴隨著天氣尺度渦流活動的增強，這項機制存在於觀測到的氣候變異中，並可預期其影響程度在未來的暖化世界會愈趨明顯。本研究顯示若人為溫室氣體持續增加，所產生的對流層暖化平流層冷卻將造成高對流層南北溫度梯度上升，則中緯度天氣擾動可能會越來越劇烈。