急流中的大浪意味著極端天氣

科學家在一項新的研究中查明瞭熱浪、乾旱和洪水的驅動因素

在我們星球混亂而無序的大氣層中蜿蜒著急流,這是一條在中緯度地區環繞的波浪形氣流帶。當氣流帶向南移動時,它將北極的冷空氣拉向熱帶地區。然後它改變方向,將熱帶地區的暖空氣拉向兩極。

有時,為了響應自然氣候模式,急流變得異常波動。根據昨天發表在《自然氣候變化》雜誌上的一項研究,這種放大的波浪與世界各地的熱浪和寒潮、乾旱和洪水同時發生。

以北美洲過去的冬天為例。美國東部和中部地區陷入嚴寒,阿拉斯加異常溫暖,加利福尼亞州則乾旱。在北美洲大陸上空,急流表現出一些異常的行為。它向北的擺動如此之大,以至於將溫暖的空氣吸入阿拉斯加,阿拉斯加在冬季非常溫暖。然後,波浪轉向南方,大幅擺動,將北極空氣帶入美國中部。


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天氣觀察員一直認為急流可能是一些極端天氣的原因,但這是第一篇最終證明這一點的論文。

羅格斯大學的大氣科學家詹妮弗·弗朗西斯說:“我認為(這篇論文)出色地記錄了大多數人認為存在的關係。”她沒有參與這項新研究。“(它)表明,事實上,過去發生的許多極端事件,可以追溯到 20 世紀 70 年代末,都與急流中的巨大波浪有關。”

這項研究在弗朗西斯倡導的一項有爭議的假設的背景下尤為相關,該假設認為,隨著氣候變化,急流在未來會變得更加波動(《氣候專線》,4 月 3 日)。

英國埃克塞特大學的氣候研究員兼新研究的主要作者詹姆斯·斯克林笑著說,瞭解氣候聯絡需要了解急流的演變,而大多數人都不具備這種知識,因為“你為什麼要了解呢?”

可能與北極變暖有關?
急流,也稱為“羅斯貝波”,是地球自轉的結果。當地球轉動時,氣團開始從西向東移動。當氣團遇到地形意外(例如山脈)時,它們會發生偏轉,有時會朝向赤道。

另一個鮮為人知的事實是,地球以及地球上方的空氣在兩極的自轉速度比在赤道快。來自北方的氣團向南偏轉後,會發現自己身處自轉速度較慢的區域。然後,它試圖返回到它所屬的緯度並向後彎曲。但是,它超出了目標,不得不向南轉回。波浪形的急流就形成了。

當波浪變得非常大時,它們移動得更慢。這意味著它們產生的天氣也移動得更慢,這導致極端天氣持續數週,令人難以忍受。

弗朗西斯認為,隨著北極因氣候變化而變暖,急流中波浪形模式的頻率正在增加。但是,沒有足夠的資料來證明這一假設。

弗朗西斯說:“沒有人站出來說這是錯誤的,並提出結果表明它是錯誤的。”“但目前尚不確定我們是否能在現實世界中看到這種情況發生。”

如果該理論是正確的,那麼這項新研究似乎表明,未來熱浪和寒潮會更頻繁地發生。

乾旱、極端降雨和極端氣溫
主要作者斯克林強調,他的新研究並未涉及北極、氣候變化和急流之間存在爭議的聯絡。相反,它只是使用歷史天氣資料來連線急流和極端天氣,這是方程中沒有爭議的部分。

斯克林和他的同事們確定了自 1979 年以來世界各地發生的 40 起極端天氣事件,包括熱浪、低溫、乾旱和強降雨。之所以選擇這個日期,是因為衛星大約在那個時候開始提供高質量的氣象資料。

然後,科學家們使用計算機模型重建了這些天氣事件發生時必定存在的急流。他們發現,總的來說,極端天氣似乎與放大的急流同時發生。

極端天氣的型別似乎因地理位置而異。這是因為急流只是影響當地天氣的一系列氣候事件中的一個環節。

該研究發現,急流增加了北美西部和中亞地區出現炎熱月份的可能性,以及北美東部地區出現極端寒冷月份的可能性。它還增加了北美中部、歐洲和中亞地區發生乾旱的可能性,以及西亞地區發生極端降雨的可能性。

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