广告

欧洲再次炙烤:这与气候变化有什么关系?

最新一轮西欧热浪加剧,其背后是人为引起的气候变化和导致极端高温的热穹模式。

作者:Tom Yulsman
Google NewsGoogle News Preferred Source
最高温度的预测显示,西欧大部分地区将出现酷热。来源:Climate Reanalyzer

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

又来了,又一轮西欧热浪。

广告

只不过这一次比六月和七月初的那次热浪还要严重——一次初步研究表明,人为引起的气候变化使得这次热浪的发生概率至少增加了五倍。

现在,随着又一个“热穹”在欧洲大陆上空加强,高温记录再次被打破。事实上,德国可能刚刚经历了该国史上最高温:华氏 104.9 度。

更残酷的热浪还在路上。7月25日(星期四)巴黎的天气预报显示,最高温度将达到华氏 105 度。如果温度真的爬升到这个高度,将打破 70 多年前创下的 104.7 华氏度的前纪录。

我很快会详细介绍气候变化与热浪之间的联系。但首先,这次热浪的直接原因是高压系统——那个热穹——非常强大,而急流绕着它形成了一种称为“欧米茄阻塞”的模式。

希腊字母欧米茄看起来是这样的

(来源:Wiktionary)

Wiktionary

这是 2019 年 7 月 23 日欧洲上空的急流流型

2019 年 7 月 23 日,在西欧大部分地区,急流中的一个大波形呈现出希腊字母“欧米茄”——Ω——的形状,热浪正在形成。这种模式与高压区域以及来自北非南部的热空气涌动有关。(来源:Earth Simulator, earth.nullschool.net)

急流路径中的弯曲自然会形成像这样的波浪状模式。上升的波峰和下降的波谷构成了所谓的“罗斯比波”。

所以现在,不要再想希腊字母欧米茄,想象一下海浪的横截面。

这些自然波浪会将南部的暖空气带到波峰下方,并将北部的冷空气带到波峰两侧的波谷。从西向东传播,勾勒出急流路径的罗斯比波与自然变化的天气状况有关。

广告

但有时,向上拱起的波峰会特别高——就像现在这种情况。而且它从西向东的传播可能会减慢,甚至停滞。结果就是:特别强烈且持续的热浪。

宾夕法尼亚州立大学的气候科学家迈克尔·曼恩(Michael Mann)及其欧洲同事的研究表明,人为引起的气候变化正在影响这些模式。他在 2019 年 3 月为《科学美国人》撰写的文章中写道:

广告

我的合作者和我最近的研究表明,由于全球变暖,这些高度弯曲、停滞的波浪模式变得更加普遍,导致极端天气增加。

细节相当复杂——曼恩在他的《科学美国人》故事中很好地解释了它们。但简单来说就是:

随着地球在我们排放到大气中的二氧化碳和其他温室气体的作用下变暖,北极的变暖速度比地球上任何其他地区都要快。这种现象被称为北极放大,它与北极浮冰范围的缩小有关。(我在《bioGraphic》杂志的这篇故事中详细写过它。)

北极地区放大变暖导致了高纬北部地区与南部地区之间的温差减小。这一点很重要,因为正是这种温差驱动着急流。

当温差特别高时,急流风 cenderung 吹得更强劲。结果就是:急流的流线更直,导致罗斯比波的波峰和波谷不那么明显。

广告

夏季,北极与南部纬度之间的温差比冬季要小。这削弱了急流风的强度,导致罗斯比波的波峰和波谷略大。这也减慢了它们从西向东的传播速度。所有这些都是相当自然的。

但现在是关键部分:将不断增加的北极变暖加入这个等式,其影响可能会变得更加明显。罗斯比波的运动可能会完全停滞,在大气中形成巨大的静止罗斯比波。

而且还有更多:研究表明,人为引起的气候变暖正导致大气充当一种“波导”。

你可以把波导想象成一种走廊,罗斯比波被困在其中。当这种情况发生时,静止波会共振并进一步增大。这种现象的科学术语是“准共振放大”或“QRA”。

广告

由于 QRA,与强烈高压和高温相关的巨大波峰会形成——就像现在欧洲上空的那一个。而且由于这些是静止波,它们会停留在同一个地方一段时间,锁定了高温。

这就是我们现在在欧洲看到的吗?我通过电子邮件将这个问题提给了迈克尔·曼恩。他回应说,今年欧洲的第一波热浪已被他的同事与这种 QRA 现象联系起来。他说:“我们可以说,在那个案例中,这种机制肯定是被卷入的。”

广告

但他补充说,他认为“目前正在发生的热浪还没有进行数据统计”。所以现在断言还为时过早。

“我可以告诉你的是,过去二十年里报告的许多最持久的夏季天气极端事件,包括 2003 年欧洲热浪、2011 年俄克拉荷马州和德克萨斯州热浪/干旱、2010 年俄罗斯野火和巴基斯坦洪水、2016 年阿尔伯塔野火,以及几乎所有 2018 年夏季的极端事件,都与 QRA 有关。”

正如我所说,这一切都相当复杂。所以让我试着总结一下:

  • 人为引起的气候变暖引发了一系列自我强化的事件链,首先是……

  • 北极比低纬度地区变暖得更快,导致……

  • 急流风速更慢,这……

  • 导致它们勾勒出的罗斯比波变得更明显、更持久。

  • 变暖还为大气波导的形成创造了更有利的条件。由于这种称为准静止共振或 QRA 的现象……

  • 罗斯比波变得更大,持续时间更长,导致……

  • 在波峰下方出现更热、持续时间更长的状况。

哇!

人为引起的气候变暖还有一种更简单、更直接的方式使热浪更加强烈:当热浪开始形成时,它是在一个本身已经更温暖的基线上发生的。

事实上,根据欧洲环境署的数据:

广告
广告

欧洲陆地地区的年平均气温在过去十年(2009-2018 年)比工业化前水平高出 1.6 °C 至 1.7 °C,这使其成为有记录以来最温暖的十年。

在此之上再加上一场热浪,其后果可能是毁灭性的。欧洲六月的热浪已导致十多人死亡。

研究表明,2003 年欧洲热浪——从六月持续到八月——可能导致了整个欧洲 continent 70,000 人死亡。

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章