为什么气候变暖会带来更大的暴风雪

这听起来可能违反直觉，但气候变暖实际上可能导致更大的暴风雪

以下文章经许可转载自 The Conversation，这是一个报道最新研究的在线出版物。

在东北部，自一个多世纪可靠的记录保存以来，许多最严重的降雪都发生在1990年之后。一连串的特大暴风雪如何与我们日益变暖的气候相协调呢？

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我是一名大气科学家。让我们看看一条重要的物理定律和一些可以帮助解释这些变化的理论。

首先，温暖的空气比寒冷的空气能容纳更多的水分。

将大气层想象成一块海绵。温度每升高华氏度，空气就能多容纳约 4% 的水蒸气（大约是每升高摄氏度 7%）。解释这种关系的物理定律被称为克劳修斯-克拉珀龙关系。

大气中水分的增加正在帮助加强水循环。东北部和中大西洋地区已经变得更加潮湿——不仅在冬季，而且在春季、夏季和秋季也是如此。除了一个季节和一年中总降水量的增加外，额外的水分也助长了极端事件，例如更强烈的飓风和洪水。近几十年来，东北部最严重的降水事件增加了 50% 以上，增幅为美国所有地区中最大。

在 20 世纪初，美国东北部的冬季平均气温通常在华氏 22 度左右。现在，华氏 26 度是官方新的“正常”温度，定义为 1991-2020 年的平均值。最近的几个冬天甚至超过了 30 度。

因此，在美国东北部，我们所处的环境已经变暖，但通常仍低于冰点。换句话说，世界上那些足够寒冷以下雪的地区已经变暖到足以迎来能够容纳和降下更多水分的风暴。该地区得到的不是强降雨，而是大雪。

2022 年 1 月埋没波士顿近 2 英尺积雪的历史性暴风雪是由西大西洋异常温暖的海水助长的。这也是一个持续模式的一部分。

海洋吸收了超过 90% 的额外热量，这些热量归因于人类活动（尤其是燃烧化石燃料）导致的大气温室气体增加。现在的海洋比六十年前开始测量以来的任何时候都包含更多的热能。

科学家们正在研究全球变暖是否可能正在驱动海洋环流带的减速，该环流带输送全球各地的水。卫星图像和海洋测量显示，更温暖的海水已经“堆积”在美国东海岸沿线，这可能是大西洋经向翻转环流减速的一个可能迹象。

从海水中蒸发的水分为热带气旋和中纬度温带气旋（俗称东北风暴）提供了大部分能量。

虽然热带风暴系统主要由温暖的海水提供能量，但东北风暴从冷暖气团相遇的剧烈温度梯度中获得能量。冷空气爆发的频率是气候变化的另一个方面，它可能导致近期极端降雪事件的增加。

最近的研究表明，包括北极海冰和积雪覆盖率下降在内的北极变暖，正在影响极地涡旋的行为，极地涡旋是一条强劲的西风带，每年冬天在北极上方约 10 到 30 英里的平流层中形成。这些风包围着一大片极冷的空气。

当北极相对温暖时，极地涡旋往往较弱，更容易拉长或“延伸”，从而使极冷的空气向南移动。过去几十年中，极地涡旋延伸事件显著增加，有时会导致某些地方出现更严重的冬季天气。

北极放大效应，即我们北部地区加速变暖，可能反常地帮助将冷空气输送到东海岸，在那里，冷空气可以与来自比正常情况下更温暖的西大西洋的温暖潮湿空气相互作用。最近一次极地涡旋延伸事件帮助将历史性暴风雪的关键要素汇集在一起。

全球气候模型预测，随着未来气候变暖，北半球大部分地区最极端降雪事件将会增加。在世界其他一些地区，例如西欧，随着气温升高，水文循环的加剧将意味着更多的冬季降雨而不是降雪。

对于北美东海岸以及北亚地区而言，预计冬季气温仍然足够寒冷，足以让风暴带来大雪——至少到本世纪中叶。气候模型表明，极端降雪将变得不那么常见，但在本世纪下半叶，随着更多风暴产生降雨，极端降雪的强度不一定会降低。

东北部高影响冬季风暴的急剧增加是气候变暖的预期表现。随着极端事件随着气候变化变得更加普遍，美国将不得不为此做好准备，这又是一个风险。

本文最初发表于 The Conversation。阅读 原文。