喷射气流:是什么导致了历史上最干燥、最温暖的冬季之一?

喷射气流控制着冬季天气,但奇怪的力量正在控制本季的喷射气流

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今天,少数几个州正在下着小雪和雨,但 2011-12 年的冬季在美国大陆一直异常温暖和干燥。气象学家认为他们已经弄清楚了原因。

首先,回顾一些记录:1 月的第一个星期是历史上最干燥的。根据美国国家海洋和大气管理局生成的一些引人入胜的数据地图显示,超过 95% 的美国地区积雪低于平均水平,这是有史以来记录的最高比例。12 月,大约一半的美国地区气温比平均水平高出至少 5 华氏度,并且从 1 月 2 日到 8 日,每天创下了 1500 多个高温纪录。欧洲也出现了类似的极端情况。

这种神秘天气背后的主要嫌疑是一种名为北极涛动的大气压力模式,它环绕着北半球高纬度地区。它的下边缘被称为北大西洋涛动 (NAO)。这些相关的特征共同影响着喷射气流的路径和强度。喷射气流本身是一种从西向东流过美国、欧洲和亚洲北部纬度的气流,当它的部分向南或向北倾斜时,会改变温度和降水。一股从西向东以某种直线方式流动的强劲喷射气流,几乎没有向南的倾斜,可以阻止寒冷的北极空气向南漂移。“今年上半年冬季温暖的原因是喷射气流有史以来最极端的配置,”气象学家杰弗里·马斯特斯表示,他运营着气象地下网站,该网站分析恶劣天气数据。


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马斯特斯所说的“极端”是指喷射气流远在北方并且相当笔直,并且以这种方式保持了异常长的时间。这种位置使得温暖的南方空气在美国各地盛行,并阻止了冷锋从北方下降并与暖锋冲突,从而产生大型的雨雪风暴。在冬季的大部分时间里,喷射气流一直被北大西洋涛动锁定在该位置,马斯特斯表示,自 1865 年开始追踪以来,它维持了最大的压力梯度。

相反,2010 年 12 月美国许多地区创下了降雪记录。果然,当时北大西洋涛动出现了一些有史以来观测到的最低气压,使得喷射气流向南移动并停留在那里。北极空气下降,吸收水分或与暖锋相互作用,并降下雪。“过去六年,12 月的北极涛动指数波动剧烈,”马斯特斯指出,“记录中出现了两个最极端的正值和两个最极端的负值。”有关趋势的数据在气象地下网站上提供。

气象学家尚不确定是什么原因导致涛动如此剧烈地变化。一些科学家说,全球变暖导致北极海冰的流失正在导致北极涛动压力下降。其他人注意到它与太阳黑子活动之间存在关联,2010 年 12 月太阳黑子活动非常低,而 2011 年 12 月太阳黑子活动非常高,尽管他们还没有提出太阳黑子直接改变北极涛动的机制。

当然,冬季还有数周时间,因此涛动和美国的天气可能会发生变化。但是,如果降水不足,可能会给更多的人带来麻烦,而不仅仅是滑雪胜地的主人和他们的顾客。少量积雪通常会导致中西部地区春季干旱和西部地区夏季缺水,以及后者野火季节的延长,因为土壤比平常更早干燥。

与此同时,如果您想看雪,可以搭乘航班前往阿拉斯加太平洋海岸的两个城镇科尔多瓦或瓦尔迪兹,这两个城镇被 4.5 到 5.5 米的积雪所掩埋,并且还在继续下雪。它们也应该感谢北极涛动,因为它们处于如此高的纬度,所以它们位于喷射气流一直停留在的区域内,而不是它的南部。

Mark Fischetti has been a senior editor at 大众科学 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大众科学 Mind and 大众科学 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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