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2024年春季，龙卷风警报和警报声让美国大部分地区的人们惊慌失措地寻找安全场所，这令人感到不安。
截至5月，报告的龙卷风超过1100次——这是一个初步数字，但几乎是30年平均水平的两倍，仅次于2011年，当年致命的龙卷风爆发席卷了美国东南部。
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2024年，美国经历了多次跨州爆发的龙卷风。龙卷风破坏了从得克萨斯州到明尼苏达州，再到东部西弗吉尼亚州和佐治亚州的房屋。它们在几个城镇造成了广泛的破坏，包括艾奥瓦州格林菲尔德；堪萨斯州韦斯特摩兰；和俄克拉荷马州巴特尔斯维尔。俄克拉荷马州巴恩斯多尔在两个月内遭受了两次袭击。
5月，该国几乎每天都有至少一次龙卷风发生。
是什么导致某些年份龙卷风如此之多？我是一名研究龙卷风和雷暴的气象学家。以下是造成这些强烈风暴的完美条件。
龙卷风的两个关键要素，火力全开
这个异常活跃的季节是由于龙卷风的两个关键要素——风切变和不稳定性的丰富造成的。
急流——一股强大的高空风带，主要由西向东吹，在南部的暖空气和北部的冷空气之间流动——在天气系统如何以及在哪里演变以及风切变中起着重要作用。
在2024年4月和5月期间，急流经常在美国西部向南倾斜，然后在平原上转向东北。这是一种有利于在美国中部产生龙卷风的模式。
在急流南部倾斜以东的区域，空气上升。这会产生强烈的低压系统，导致近地面的风向与高空的风向不同，从而导致风切变。
今年更加活跃的原因是，墨西哥和得克萨斯州持续出现创纪录的热浪，而落基山脉和美国最北部地区则保持凉爽。剧烈的温差产生了比正常情况更强的急流，导致风速随海拔高度的变化更加剧烈。因此，风切变达到了前所未有的强度。
风速随海拔高度的变化会导致空气产生滚动运动。雷暴中快速上升的空气随后可以倾斜滚动运动，从而形成旋转的雷暴，可以将旋转集中成龙卷风。
墨西哥湾也比正常情况温暖得多，产生了大量的热量和水分，可以向北输送以助长雷暴。这会产生大气不稳定，这是龙卷风的另一个关键要素。
厄尔尼诺现象减弱是一个警告
龙卷风的这些完美要素组合并非完全出乎意料。
厄尔尼诺和拉尼娜——以太平洋为中心的相反的气候模式——会影响世界各地的风和天气。2016年的一项研究发现，当厄尔尼诺现象转变为拉尼娜现象时，中部平原和上中西部的龙卷风数量通常高于正常水平。
这正是2024年春季发生的情况。龙卷风主要发生在传统的龙卷风走廊，从得克萨斯州北部到南达科他州，并延伸穿过玉米带，经过艾奥瓦州，最东端到达俄亥俄州，这与该研究的发现相符。
龙卷风活动正在如何变化？
然而，大平原地区活跃的春季有点不寻常。研究表明，该地区长期趋势是龙卷风数量减少，而密西西比河附近或以东地区的龙卷风数量增加。
这种转变与气候模型表明在本世纪余下时间里可能发生的情况一致，即随着全球气温升高。
平原地区龙卷风数量预计下降可能与美国西南部和墨西哥沙漠高地的热量增加有关。这种热量流经大平原上空数千英尺，形成了一个盖子或屏障。该屏障让热量和水分积聚，直到突破形成雷暴。这种炎热潮湿的空气是美国中部成为地球上最强烈龙卷风的家园的原因。一种理论认为，随着气候变化，这个屏障可能更难突破，从而减少平原地区的龙卷风数量。与此同时，其他地区热量和水分的增加将助长东部地区更多的龙卷风。长期趋势和气候模型预测还表明，在较冷的月份里，龙卷风发生的次数更多，尤其是在东南部。每年发生龙卷风的天数也在减少，但在龙卷风形成的日子里，更有可能发生多次龙卷风爆发。
本文最初发表于The Conversation。阅读原文。