噴射氣流:是什麼導致了歷史上最乾燥、最溫暖的冬季之一?

噴射氣流控制著冬季天氣,但奇怪的力量正在控制本季的噴射氣流

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今天,少數幾個州正在下著小雪和雨,但 2011-12 年的冬季在美國大陸一直異常溫暖和乾燥。氣象學家認為他們已經弄清楚了原因。

首先,回顧一些記錄:1 月的第一個星期是歷史上最乾燥的。根據美國國家海洋和大氣管理局生成的一些引人入勝的資料地圖顯示,超過 95% 的美國地區積雪低於平均水平,這是有史以來記錄的最高比例。12 月,大約一半的美國地區氣溫比平均水平高出至少 5 華氏度,並且從 1 月 2 日到 8 日,每天創下了 1500 多個高溫紀錄。歐洲也出現了類似的極端情況。

這種神秘天氣背後的主要嫌疑是一種名為北極濤動的大氣壓力模式,它環繞著北半球高緯度地區。它的下邊緣被稱為北大西洋濤動 (NAO)。這些相關的特徵共同影響著噴射氣流的路徑和強度。噴射氣流本身是一種從西向東流過美國、歐洲和亞洲北部緯度的氣流,當它的部分向南或向北傾斜時,會改變溫度和降水。一股從西向東以某種直線方式流動的強勁噴射氣流,幾乎沒有向南的傾斜,可以阻止寒冷的北極空氣向南漂移。“今年上半年冬季溫暖的原因是噴射氣流有史以來最極端的配置,”氣象學家傑弗裡·馬斯特斯表示,他運營著氣象地下網站,該網站分析惡劣天氣資料。


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馬斯特斯所說的“極端”是指噴射氣流遠在北方並且相當筆直,並且以這種方式保持了異常長的時間。這種位置使得溫暖的南方空氣在美國各地盛行,並阻止了冷鋒從北方下降並與暖鋒衝突,從而產生大型的雨雪風暴。在冬季的大部分時間裡,噴射氣流一直被北大西洋濤動鎖定在該位置,馬斯特斯表示,自 1865 年開始追蹤以來,它維持了最大的壓力梯度。

相反,2010 年 12 月美國許多地區創下了降雪記錄。果然,當時北大西洋濤動出現了一些有史以來觀測到的最低氣壓,使得噴射氣流向南移動並停留在那裡。北極空氣下降,吸收水分或與暖鋒相互作用,並降下雪。“過去六年,12 月的北極濤動指數波動劇烈,”馬斯特斯指出,“記錄中出現了兩個最極端的正值和兩個最極端的負值。”有關趨勢的資料在氣象地下網站上提供。

氣象學家尚不確定是什麼原因導致濤動如此劇烈地變化。一些科學家說,全球變暖導致北極海冰的流失正在導致北極濤動壓力下降。其他人注意到它與太陽黑子活動之間存在關聯,2010 年 12 月太陽黑子活動非常低,而 2011 年 12 月太陽黑子活動非常高,儘管他們還沒有提出太陽黑子直接改變北極濤動的機制。

當然,冬季還有數週時間,因此濤動和美國的天氣可能會發生變化。但是,如果降水不足,可能會給更多的人帶來麻煩,而不僅僅是滑雪勝地的主人和他們的顧客。少量積雪通常會導致中西部地區春季乾旱和西部地區夏季缺水,以及後者野火季節的延長,因為土壤比平常更早乾燥。

與此同時,如果您想看雪,可以搭乘航班前往阿拉斯加太平洋海岸的兩個城鎮科爾多瓦或瓦爾迪茲,這兩個城鎮被 4.5 到 5.5 米的積雪所掩埋,並且還在繼續下雪。它們也應該感謝北極濤動,因為它們處於如此高的緯度,所以它們位於噴射氣流一直停留在的區域內,而不是它的南部。

Mark Fischetti has been a senior editor at 大眾科學 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大眾科學 Mind and 大眾科學 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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