气候变化在龙卷风中扮演什么角色?

一位气候科学家反思全球变暖对极端天气意味着什么

一场威力巨大的龙卷风,宽度达三公里,于5月20日袭击了俄克拉荷马城郊区的摩尔镇。据报道,这场龙卷风在摧毁房屋和学校时,风速超过每小时300公里,留下了大面积的破坏,并造成数十人死亡,其中包括许多儿童。

俄克拉荷马州是龙卷风的中心地带,这是有地理原因的。该州正好位于墨西哥湾的暖空气与来自西部和北部的冷空气相遇的地方。许多科学家想知道,地球大气层中最近温室气体浓度的增加——以及它们捕获的额外热量——是否加剧了这种特殊的极端天气现象,并且是否会随着龙卷风季节持续到八月而继续加剧其他龙卷风。

大众科学采访了位于科罗拉多州博尔德市的国家大气研究中心的氣候科学家凯文·特伦伯斯,以了解他对全球变暖是否正在使龙卷风更强或更猛烈的看法。在2007年7月《大众科学》的一篇文章中,特伦伯斯预测气候变化可能导致大西洋上更强烈的飓风。


关于支持科学新闻业

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。


[以下是采访的编辑稿。]

我知道这种极端天气是该国中部的常态,但气候变化是否会使这种极端天气更可能发生或更强大?

当然,龙卷风很大程度上是一种天气现象。它们来自某些雷暴,通常是超级单体雷暴,这些雷暴处于促进旋转的风切变环境中。这种环境在美国春季最常见,当时风暴路径与墨西哥湾和其他水分来源的距离恰到好处。

气候变化的主要联系是通过低层空气的基本不稳定性,这种不稳定性首先产生了对流和雷暴。更温暖和潮湿的条件是不稳定空气的关键。海洋因气候变化而变暖。

就不稳定性和随后的降雨而言,气候变化的影响可能只有5%到10%,但就损害而言,它转化为高达33%的影响。(它是高度非线性的,对于10%来说,它是1.1的三次方= 1.33。)因此,存在一系列事件,而气候变化主要影响第一个环节:空气的基本浮力增加了。这是否会转化为超级单体风暴,以及是否会转化为龙卷风,很大程度上取决于偶然的天气。

如此微小的全球变暖输入如何转化为如此巨大的损害影响?

自然变率水平很高,但是当自然变率与气候变化的影响朝同一方向发展时,我们突然打破了记录。我们跨越了门槛并记录了新的极端情况。在这些条件下,一个小小的影响可以转化为巨大的影响。这是压垮骆驼的最后一根稻草。

变暖如何影响空气的浮力?我以为它与水蒸气含量更有关系?

它是温度和湿度的结合。大气垂直温度结构是一个关键因素:增加更多的热量和湿度会增加最低层的浮力。当空气开始凝结,在此过程中释放潜热时,水分部分主要起作用。这种热量来自最初用于蒸发水分的热量,增加了浮力。

鉴于这种潜力,为什么美国最近经历了龙卷风干旱?

气候变化不会(很大程度上)改变天气或天气模式。去年,存在反气旋条件和高空下沉空气,急流向北推移。在这些情况下几乎没有风暴。年际变率很大,厄尔尼诺现象起着重要作用。今年厄尔尼诺或拉尼娜现象没有发挥作用,使得天气更加正常和多变。模式不像过去两年那样被锁定在位(以非常不同的方式)。

问题是气候变化,还是问题是在极端天气路径上的发展,无论是在龙卷风走廊还是暴露于飓风的海岸?

毫无疑问,最大的问题是人们将自己置于危险之中,特别是在沿海地区和洪泛区建设。

鉴于大气中温室气体水平不断增加,预计会捕获更多热量,我们对未来有何期望?

热量必须去某个地方。我们预计尤其在水循环中会出现更多极端情况。更严重的干旱,更大的热浪和更大的野火风险,以及更强的风暴和降雨量更大的降雨。

© . All rights reserved.