在我们星球混乱而无序的大气层中蜿蜒着急流,这是一条在中纬度地区环绕的波浪形气流带。当气流带向南移动时,它将北极的冷空气拉向热带地区。然后它改变方向,将热带地区的暖空气拉向两极。
有时,为了响应自然气候模式,急流变得异常波动。根据昨天发表在《自然气候变化》杂志上的一项研究,这种放大的波浪与世界各地的热浪和寒潮、干旱和洪水同时发生。
以北美洲过去的冬天为例。美国东部和中部地区陷入严寒,阿拉斯加异常温暖,加利福尼亚州则干旱。在北美洲大陆上空,急流表现出一些异常的行为。它向北的摆动如此之大,以至于将温暖的空气吸入阿拉斯加,阿拉斯加在冬季非常温暖。然后,波浪转向南方,大幅摆动,将北极空气带入美国中部。
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天气观察员一直认为急流可能是一些极端天气的原因,但这是第一篇最终证明这一点的论文。
罗格斯大学的大气科学家詹妮弗·弗朗西斯说:“我认为(这篇论文)出色地记录了大多数人认为存在的关系。”她没有参与这项新研究。“(它)表明,事实上,过去发生的许多极端事件,可以追溯到 20 世纪 70 年代末,都与急流中的巨大波浪有关。”
这项研究在弗朗西斯倡导的一项有争议的假设的背景下尤为相关,该假设认为,随着气候变化,急流在未来会变得更加波动(《气候专线》,4 月 3 日)。
英国埃克塞特大学的气候研究员兼新研究的主要作者詹姆斯·斯克林笑着说,了解气候联系需要了解急流的演变,而大多数人都不具备这种知识,因为“你为什么要了解呢?”
可能与北极变暖有关?
急流,也称为“罗斯贝波”,是地球自转的结果。当地球转动时,气团开始从西向东移动。当气团遇到地形意外(例如山脉)时,它们会发生偏转,有时会朝向赤道。
另一个鲜为人知的事实是,地球以及地球上方的空气在两极的自转速度比在赤道快。来自北方的气团向南偏转后,会发现自己身处自转速度较慢的区域。然后,它试图返回到它所属的纬度并向后弯曲。但是,它超出了目标,不得不向南转回。波浪形的急流就形成了。
当波浪变得非常大时,它们移动得更慢。这意味着它们产生的天气也移动得更慢,这导致极端天气持续数周,令人难以忍受。
弗朗西斯认为,随着北极因气候变化而变暖,急流中波浪形模式的频率正在增加。但是,没有足够的数据来证明这一假设。
弗朗西斯说:“没有人站出来说这是错误的,并提出结果表明它是错误的。”“但目前尚不确定我们是否能在现实世界中看到这种情况发生。”
如果该理论是正确的,那么这项新研究似乎表明,未来热浪和寒潮会更频繁地发生。
干旱、极端降雨和极端气温
主要作者斯克林强调,他的新研究并未涉及北极、气候变化和急流之间存在争议的联系。相反,它只是使用历史天气数据来连接急流和极端天气,这是方程中没有争议的部分。
斯克林和他的同事们确定了自 1979 年以来世界各地发生的 40 起极端天气事件,包括热浪、低温、干旱和强降雨。之所以选择这个日期,是因为卫星大约在那个时候开始提供高质量的气象数据。
然后,科学家们使用计算机模型重建了这些天气事件发生时必定存在的急流。他们发现,总的来说,极端天气似乎与放大的急流同时发生。
极端天气的类型似乎因地理位置而异。这是因为急流只是影响当地天气的一系列气候事件中的一个环节。
该研究发现,急流增加了北美西部和中亚地区出现炎热月份的可能性,以及北美东部地区出现极端寒冷月份的可能性。它还增加了北美中部、欧洲和中亚地区发生干旱的可能性,以及西亚地区发生极端降雨的可能性。
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