科學(xué)家以北極震蕩指數(shù)來衡量氣壓的變化。當(dāng)北極上空出現(xiàn)低氣壓，氣流會以順時針的方向運(yùn)行，以保持冷暖氣流的交替運(yùn)作。假使周圍環(huán)流變強(qiáng)勁，則會讓北半球氣溫上升，一旦環(huán)流變?nèi)酰淇諝鈱⑾蛲鈹U(kuò)散出去，就會使北半球變冷；

北極震蕩干擾了正常的氣溫相位。一般來說，正常的北半球冬季是處于“正相位”（又稱“暖相位”），而這次10年一次的震蕩現(xiàn)象卻使北半球的冬季轉(zhuǎn)為“負(fù)相位”（又稱“冷相位”），讓氣候預(yù)報度無法像往常一樣高準(zhǔn)可期。

北半球處于暴風(fēng)雪、冷氣團(tuán)雙雙包夾的氣候狀態(tài)，北美洲、歐洲和亞洲地區(qū)遭遇了寒冬，而這種極端氣候不只出現(xiàn)在北半球，連溫暖的南半球也受害，頻頻出現(xiàn)低溫，也影響澳紐地區(qū)的洋流，間接干擾漁獲收成。

據(jù)美國科羅拉多州國家冰雪中心（National Snow and Ice Center）針對“北極震蕩”現(xiàn)象的解釋：當(dāng)北極上空出現(xiàn)低氣壓，氣流會以順時針的方向運(yùn)行，以保持冷暖氣流的交替運(yùn)作。假使周圍環(huán)流變強(qiáng)勁，則會讓北半球氣溫上升，一旦環(huán)流變?nèi)?，冷空氣將向外擴(kuò)散出去，就會使北半球變冷；而現(xiàn)在剛好是環(huán)流變?nèi)醯臅r候。

科學(xué)家以北極震蕩指數(shù)來衡量氣壓的變化。

北極上空的大氣壓力會出現(xiàn)兩種極端變化，直接影響北半球出現(xiàn)暖冬或寒冬。

在過去幾十年里，北極震蕩指數(shù)多為正值。北極上空的氣壓比平均氣壓低，中緯度地區(qū)上空的氣壓則比平均氣壓高。中緯度地區(qū)指的是從日本札幌、到意大利米蘭、到美東緬因州、到美西俄勒岡州等地。在這種情況下，圍繞北極的寒帶噴射氣流（jet stream）從西方吹向東方，而不會吹到南方，大部分時候都維持在美國以北的加拿大。這么一來，美國大部分地區(qū)的冬季氣溫相對比較暖和。如果北極震蕩指數(shù)出現(xiàn)負(fù)值情況，北極上空出現(xiàn)高氣壓，噴射氣流的冷空氣都被擠壓到比以往更遠(yuǎn)的南部地區(qū)，造成美國、歐洲和中國出現(xiàn)寒冬。

值得一提的是，北極上空在這個冬季的高氣壓是1950年以來最顯著的。至今沒有人知道為何北極氣壓會出現(xiàn)這種極端變化。

根據(jù)氣候?qū)＜以u估，2009年12月中起，北極的環(huán)流是近60來最弱的一次，因此也就造成大量的冷空氣向外圍迅速擴(kuò)散，幅度超過北極圈，延伸到歐美大陸，就成為暴風(fēng)雪的成因；轉(zhuǎn)向北亞大陸便引來大陸冷氣團(tuán)，冷空氣南下後，就造成南方地區(qū)的氣溫下降之因。

寒流來襲、天氣濕冷，冷氣團(tuán)增強(qiáng)，全球各地傳來因暴風(fēng)雪、冰封、寒流而造成的氣候異常及災(zāi)害；美國積雪深達(dá)140公分、英國燃油出現(xiàn)短缺、歐洲之星火車停擺、荷蘭街上凍死百人、南韓驟冷降至近7年來新低，甚至大陸北方大雪不斷，嚴(yán)重影響冬麥?zhǔn)粘桑岔槃輹诱`春麥播種的時間。

第一個觀察及描述這種現(xiàn)象的美國華盛頓大學(xué)大氣科學(xué)教授華萊士說：“我傾向于把它看作一種隨機(jī)現(xiàn)象。我不認(rèn)為我們掌握了它為什么會一年這個樣子，下一年卻完全另一個樣子的原因?！?北極震蕩同全球暖化或全球變冷都沒有關(guān)系。唯一可以肯定的是，它不是第一次出現(xiàn)。 這種寒冬現(xiàn)象也沒有在整個北半球出現(xiàn)。

美國國家冰雪數(shù)據(jù)中心的邁爾說：“幾乎整個北極地區(qū)的氣溫都比正常情況來得高。”一些地區(qū)的氣溫甚至比正常情況高出8攝氏度。

英國廣播公司環(huán)境新聞記者布萊克說，西伯利亞雅庫茨克的日常最低溫只有攝氏零下35攝氏度，比其1月份平均氣溫還高出10個攝氏度。