一项新的研究发现,大约在4000年前,就已形成了波浪状喷射气流模式,这种模式往往给美国西部带来温暖的冬季天气,而给东部带来寒冷天气。
该研究发表在《自然通讯》杂志上,研究还表明,气候变化可能有助于维持这种波浪状模式。
犹他大学地球化学家、该研究的作者之一加布里埃尔·鲍文说:“我们所看到的喷射气流弯曲度增加的变化,有可能因人为二氧化碳排放而持续到未来,尽管这不是一个完美的比较。”
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鲍文说,当喷射气流非常弯曲时,它往往会将来自热带地区的暖空气带到美国西部。然后它会向上弯曲朝向北极,并将冷空气带到大平原和东部。
一些研究人员认为,气候变化导致北极迅速变暖,从而导致喷射气流的弯曲,使极端天气持续存在,尽管这一假设仍在争论中(ClimateWire,4月3日)。
当喷射气流变得弯曲
为了追踪数千年前喷射气流的行为,鲍文和他的同事研究人员查看了美国东部和西部湖芯和洞穴地层中的氧同位素比率。 氧-18与氧-16的比率高表示天气更潮湿,比率低表示天气更干燥。
鲍文说:“氧-18与氧-16比率的变化会贯穿整个系统,并记录在我们所观察到的事物中。”
在冬季,喷射气流对天气的影响最为明显,波浪状的喷射气流通常会导致东部天气干燥寒冷,西部天气温暖潮湿。
当研究人员分析过去8000年的氧同位素比率时,他们发现喷射气流变得更加弯曲——东部冬季天气更冷,西部冬季天气更暖——大约每4000年一个周期。
鲍文说,他们还发现大约每200年就会出现一个较小的弯曲周期,尽管他们的记录误差幅度使得这一发现不太可靠。
鲍文认为,驱动4000年周期的一部分原因是地球温度梯度的变化。 这就是为什么气候变化(正在使北极变暖并改变温度梯度)可能使喷射气流保持波浪状的原因。
美国地质调查局的研究地质学家莱斯利·安德森专注于历史气候记录,她说像鲍文的论文这样的文章非常重要,因为它们为现在的喷射气流行为提供了历史背景。
安德森说:“这篇论文很好地突出了关于我们对过去大气行为了解的研究现状。”
历史上的众多谜题之一
安德森说,研究人员还选择了各种各样的地点来展示他们正在记录的变化,这使得他们的发现与整个国家息息相关。 她还赞扬研究人员使用模型来验证他们的发现。
安德森说:“将模型组件与多个数据记录相结合确实是一种可靠的方法。 作为一名科学家,我很高兴看到这一点。”
至于为什么喷射气流会发生这些变化,安德森说这仍然是一个悬而未决的问题。 她说,许多研究人员正在将研究重点放在热带太平洋地区,那里的厄尔尼诺现象和太平洋年代际涛动等现象也似乎在大规模时间周期内发生变化。
一种解释是太阳辐射的变化,即太阳能量照射到地球的量。 在冬季,这个量在过去一万年左右的时间里一直在缓慢减少,而在夏季,它有所增加。
但是,这些变化不足以解释像鲍文论文中看到的突然转变。
安德森说:“事实上,在这篇论文中,你看到事情在某种程度上平稳发展,然后在4000年前,许多记录发生了变化……我们只是对这个系统了解得不够透彻,无法知道为什么会这样。”
经 Environment & Energy Publishing, LLC. 许可,转载自 Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500