新研究為龍卷風和氣候變化之間的關係帶來新的線索
2021年12月10日至11日晚,致命的龍卷風爆發,撕裂了從美國阿肯色州到伊利諾伊州的社區,其持續時間和強度非常得不尋常--尤其是在12月。對於這次的災害,包括美國總統在內的很多人都在問,氣候變化可能發揮了什麼作用--以及龍卷風是否會在一個變暖的世界中變得更加常見。
這兩個問題都是問得容易但很難回答,不過現在,研究正在提供新的線索。
來自中密歇根大學的大氣科學家John Allen一直在研究龍卷風等嚴重對流風暴和氣候變化的影響。日前,他歸納了其迄今為止在科學研究中得到一些情況。
氣候模型還無法看到龍卷風--但它們可以識別龍卷風的狀況
為(wei)了(le)了(le)解(jie)全(quan)球(qiu)氣(qi)溫(wen)上(shang)升(sheng)將(jiang)如(ru)何(he)影(ying)響(xiang)未(wei)來(lai)的(de)氣(qi)候(hou),科(ke)學(xue)家(jia)們(men)使(shi)用(yong)複(fu)雜(za)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)模(mo)型(xing)來(lai)描(miao)述(shu)整(zheng)個(ge)地(di)球(qiu)係(xi)統(tong),從(cong)太(tai)陽(yang)的(de)能(neng)量(liang)流(liu)入(ru)到(dao)土(tu)壤(rang)如(ru)何(he)反(fan)應(ying)以(yi)及(ji)中(zhong)間(jian)的(de)一(yi)切(qie),一(yi)年(nian)到(dao)頭(tou),一(yi)個(ge)季(ji)節(jie)到(dao)另(ling)一(yi)個(ge)季(ji)節(jie)。這(zhe)些(xie)模(mo)型(xing)在(zai)全(quan)球(qiu)範(fan)圍(wei)內(nei)解(jie)決(jue)了(le)數(shu)以(yi)百(bai)萬(wan)計(ji)的(de)方(fang)程(cheng)式(shi)。每(mei)一(yi)次(ci)計(ji)算(suan)都(dou)會(hui)增(zeng)加(jia),其(qi)中(zhong)需(xu)要(yao)的(de)計(ji)算(suan)能(neng)力(li)則(ze)遠(yuan)超(chao)一(yi)台(tai)台(tai)式(shi)電(dian)腦(nao)所(suo)能(neng)處(chu)理(li)的(de)。
為(wei)了(le)預(yu)測(ce)地(di)球(qiu)的(de)氣(qi)候(hou)到(dao)本(ben)世(shi)紀(ji)末(mo)將(jiang)如(ru)何(he)變(bian)化(hua),目(mu)前(qian)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)們(men)不(bu)得(de)不(bu)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)廣(guang)泛(fan)的(de)尺(chi)度(du)。想(xiang)想(xiang)看(kan),這(zhe)就(jiu)像(xiang)相(xiang)機(ji)上(shang)的(de)變(bian)焦(jiao)功(gong)能(neng),看(kan)著(zhe)遠(yuan)處(chu)的(de)山(shan)--nikeyikandaosenlin,dangebiedeshuquehennankanchulai,bingqieyouyuqizhongyikeshushangdesongguotaixiao,jishibatuxiangfangdayekanbudao。duiyuqihoumoxing,wutiyuexiaojiuyuenankandao。
龍卷風和造成龍卷風的嚴重風暴遠遠低於氣候模型所能預測的典型規模。
相反,人們可以做的是看看使龍卷風形成的條件成熟的大規模成分。
嚴重風暴的兩個關鍵成分是:(1)由溫暖、潮濕的空氣驅動的能量,它們會促進強大的上升氣流,以及(2)改變風速和風向--被bei稱cheng為wei風feng切qie變bian,這zhe使shi風feng暴bao變bian得de更geng強qiang和he更geng持chi久jiu。第di三san個ge成cheng分fen更geng難nan確que定ding,它ta是shi使shi風feng暴bao形xing成cheng的de觸chu發fa因yin素su,如ru一yi個ge真zhen正zheng的de熱re天tian或huo可ke能neng是shi一yi個ge冷leng鋒feng。如ru果guo沒mei有you這zhe個ge成cheng分fen,並bing不bu是shi每mei個ge有you利li的de環huan境jing都dou會hui導dao致zhi嚴yan重zhong的de風feng暴bao或huo龍long卷juan風feng,但dan前qian兩liang個ge條tiao件jian仍reng會hui使shi嚴yan重zhong的de風feng暴bao更geng有you可ke能neng發fa生sheng。
通過使用這些成分來描述形成嚴重風暴和龍卷風的可能性,氣候模型可以告訴我們一些關於變化的風險。
風暴條件可能如何變化
美國的氣候模型預測表明,等到21世紀末,嚴重風暴的有利成分的總體可能性將增加。主要原因是氣溫變暖及大氣中水分的增加,這些都增加了強烈上升氣流的可能性。
全球氣溫的上升正在推動我們傳統上認為很少產生惡劣天氣的季節發生重大變化。秋季、冬季和早春暖濕空氣的強勁增長意味著將有更多的日子擁有有利的嚴重雷暴環境--而當這些風暴發生時它們有可能具有更大的強度。
研究展示頻率和強度的情況
zaijiaoxiaodequyu,yanjiurenyuanmenkeyimonizhexieweilaiqihouxiadeleibao,zheshiderenmengengjiejinyuhuidashifouhuixingchengyanzhongfengbaozheyangdewenti。yixieyanjiuyijingmonileqiangliefengbaopinlvdebianhuacongernenggenghaodilejiehuanjingdezhezhongbianhua。
在過去的幾十年裏,我們已經看到了證據,即在較冷的季節,條件更有利於嚴重的風暴,而夏季形成風暴的可能性則正在減少。
duiyulongjuanfeng,shiqingzebiandegengjiajishou。jishizaiduidiertiandeyucezhunquewuwudeqingkuangxia,yewufabaozhenglongjuanfengjiuhuixingcheng。zaiyigeyoulidehuanjingzhongchanshengdefengbaozhongzhiyouyixiaobufenhuichanshenglongjuanfeng。
一yi些xie模mo擬ni已yi經jing探tan索suo了le如ru果guo龍long卷juan風feng爆bao發fa或huo產chan生sheng龍long卷juan風feng的de風feng暴bao發fa生sheng在zai不bu同tong的de全quan球qiu變bian暖nuan水shui平ping上shang會hui發fa生sheng什shen麼me。預yu測ce表biao明ming,盡jin管guan加jia強qiang的de程cheng度du比bi我wo們men從cong可ke用yong能neng量liang的de增zeng加jia中zhong可ke能neng預yu期qi的de要yao小xiao,但dan隨sui著zhe全quan球qiu氣qi溫wen的de上shang升sheng,更geng強qiang的de、會產生龍卷風的風暴可能會有更高的發生幾率。
氣候變暖1度的影響
我wo們men所suo知zhi道dao的de關guan於yu氣qi候hou變bian暖nuan如ru何he影ying響xiang嚴yan重zhong風feng暴bao和he龍long卷juan風feng的de大da部bu分fen是shi區qu域yu性xing的de,主zhu要yao是shi在zai美mei國guo。並bing非fei全quan球qiu所suo有you地di區qu都dou會hui以yi同tong樣yang的de速su度du看kan到dao嚴yan重zhong風feng暴bao環huan境jing的de變bian化hua。
在最近的一項研究中,Allen及其同事發現,嚴重風暴環境的增長速度在北半球將更大且在高緯度地區增長更多。在美國,Allen他們的研究表明,氣溫每上升1攝氏度,春季、秋季和冬季的有利環境就可能增加14-25%,其中冬季的增幅最大。這主要是由溫度升高導致的可用能量增加所驅動。不過要注意的是,這是指的有利環境不一定就是龍卷風。
這對12月的龍卷風有什麼意義?
要回答氣候變化是否影響了2021年12月爆發的龍卷風的可能性或強度仍很難將任何像這樣的單一事件歸因於氣候變化。像厄爾尼諾-南方濤動這樣的短期影響因素也可能會讓情況複雜化。
當然,有一些信號指向了一個更暴風雨的未來,但這對龍卷風的表現是一個開放的研究領域。
- 21-12-30科研人員研發出水麵智能保潔無人子母船係統 搭載動態避
- 21-12-31迄今最輕鎂同位素誕生
- 21-12-31我國瞄準智慧育種4.0時代進發
- 21-12-30研究人員開發出可自修複鈣鈦礦太陽能電池 運行500小
- 21-12-30韋布發射升空 五大天文任務可期
- 21-12-30氣候變暖影響下,這種動物或將麵臨“性別失調”
- 21-12-31控製調節性T細胞發育的生化“開關”找到
- 21-12-30“一不小心”活到200歲 太平洋岩魚的長壽秘訣人類可
- 21-12-31埃及法老木乃伊首次“數字化解封”
- 22-04-20超聲波為水下儀器和人體植入設備充電


