以下文章經
The Conversation許可轉載，The Conversation是一家報道最新研究的線上出版物。
2024年春季，龍捲風警報和警報聲讓美國大部分地區的人們驚慌失措地尋找安全場所，這令人感到不安。
截至5月，報告的龍捲風超過1100次——這是一個初步數字，但幾乎是30年平均水平的兩倍，僅次於2011年，當年致命的龍捲風爆發席捲了美國東南部。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保有關塑造當今世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。
2024年，美國經歷了多次跨州爆發的龍捲風。龍捲風破壞了從得克薩斯州到明尼蘇達州，再到東部西弗吉尼亞州和佐治亞州的房屋。它們在幾個城鎮造成了廣泛的破壞，包括艾奧瓦州格林菲爾德；堪薩斯州韋斯特摩蘭；和俄克拉荷馬州巴特爾斯維爾。俄克拉荷馬州巴恩斯多爾在兩個月內遭受了兩次襲擊。
5月，該國幾乎每天都有至少一次龍捲風發生。
是什麼導致某些年份龍捲風如此之多？我是一名研究龍捲風和雷暴的氣象學家。以下是造成這些強烈風暴的完美條件。
龍捲風的兩個關鍵要素，火力全開
這個異常活躍的季節是由於龍捲風的兩個關鍵要素——風切變和不穩定性的豐富造成的。
急流——一股強大的高空風帶，主要由西向東吹，在南部的暖空氣和北部的冷空氣之間流動——在天氣系統如何以及在哪裡演變以及風切變中起著重要作用。
在2024年4月和5月期間，急流經常在美國西部向南傾斜，然後在平原上轉向東北。這是一種有利於在美國中部產生龍捲風的模式。
在急流南部傾斜以東的區域，空氣上升。這會產生強烈的低壓系統，導致近地面的風向與高空的風向不同，從而導致風切變。
今年更加活躍的原因是，墨西哥和得克薩斯州持續出現創紀錄的熱浪，而落基山脈和美國最北部地區則保持涼爽。劇烈的溫差產生了比正常情況更強的急流，導致風速隨海拔高度的變化更加劇烈。因此，風切變達到了前所未有的強度。
風速隨海拔高度的變化會導致空氣產生滾動運動。雷暴中快速上升的空氣隨後可以傾斜滾動運動，從而形成旋轉的雷暴，可以將旋轉集中成龍捲風。
墨西哥灣也比正常情況溫暖得多，產生了大量的熱量和水分，可以向北輸送以助長雷暴。這會產生大氣不穩定，這是龍捲風的另一個關鍵要素。
厄爾尼諾現象減弱是一個警告
龍捲風的這些完美要素組合並非完全出乎意料。
厄爾尼諾和拉尼娜——以太平洋為中心的相反的氣候模式——會影響世界各地的風和天氣。2016年的一項研究發現，當厄爾尼諾現象轉變為拉尼娜現象時，中部平原和上中西部的龍捲風數量通常高於正常水平。
這正是2024年春季發生的情況。龍捲風主要發生在傳統的龍捲風走廊，從得克薩斯州北部到南達科他州，並延伸穿過玉米帶，經過艾奧瓦州，最東端到達俄亥俄州，這與該研究的發現相符。
龍捲風活動正在如何變化？
然而，大平原地區活躍的春季有點不尋常。研究表明，該地區長期趨勢是龍捲風數量減少，而密西西比河附近或以東地區的龍捲風數量增加。
這種轉變與氣候模型表明在本世紀餘下時間裡可能發生的情況一致，即隨著全球氣溫升高。
平原地區龍捲風數量預計下降可能與美國西南部和墨西哥沙漠高地的熱量增加有關。這種熱量流經大平原上空數千英尺，形成了一個蓋子或屏障。該屏障讓熱量和水分積聚，直到突破形成雷暴。這種炎熱潮溼的空氣是美國中部成為地球上最強烈龍捲風的家園的原因。一種理論認為，隨著氣候變化，這個屏障可能更難突破，從而減少平原地區的龍捲風數量。與此同時，其他地區熱量和水分的增加將助長東部地區更多的龍捲風。長期趨勢和氣候模型預測還表明，在較冷的月份裡，龍捲風發生的次數更多，尤其是在東南部。每年發生龍捲風的天數也在減少，但在龍捲風形成的日子裡，更有可能發生多次龍捲風爆發。
本文最初發表於The Conversation。閱讀原文。