德气候学者:全球热浪与这些因素有关
▲ 罕见热浪席卷欧洲,多国发生林火。2022年7月18日,在西班牙萨莫拉省塔瓦拉附近,一名男子注视着林火。 (新华社 / 图)
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根据研究结果,在“双急流”的影响下,中国东南部也将会成为热浪的一个热点地区。
研究发现,6月后再次出现的天气波“Wave-7”将北美、西欧和亚洲的热浪天气联系起来,它有可能是如此广泛的热浪背后的共同原因。但多大程度上由气候变暖导致,还有待确认。
模拟发现在二氧化碳增加一倍的情况下,大西洋经向翻转环流(AMOC)的减弱将增加中欧的干旱。随着世界变暖,洋流减弱会导致大气环流发生变化,从而导致欧洲夏季更加干燥。
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当下,热浪席卷北半球,从英吉利海峡两岸到欧亚大陆,高温地图上遍地红色,宛若火龙咆哮而来。
国内红色高温亦预警频频。2022年7月25日和26日,湖南时隔五年再发红色高温预警,7月9日到7月30日,广州连续22天出现持续性的高温天气,打破了2007年21天的纪录,成为1951年以来最长的高温过程。
而在欧亚大陆另一端,地理书上被形容为四季温暖湿润、温带海洋性气候的英国,最近气温竟高达40℃,要知道,过往7月英国的平均最高气温仅20℃左右。7月15日,英国气象局发布了有史以来第一个异常高温红色预警。
按照气象专业术语,连续3天以上的高温天气过程被称为高温热浪,世界气象组织将该温度设定为32℃,而根据我国气象部门定义,高温是指最高气温达到35℃以上的天气现象。
2022年7月4日,德国波茨坦气候影响研究所等机构刊发在《自然·通讯》上的论文对欧洲热浪的成因进行了分析。文章发现,过去42年里,相比同纬度地区,欧洲的热浪的频率和强度的增加速度快了3-4倍,而且,欧洲热浪加速出现的趋势与欧亚大陆上空“双急流”出现频率和持续时间增加有关。
急流是指风速达每秒30米以上的狭窄强风带,是大气环流的一个重要特征。在某些因素影响下,欧洲大陆上空的急流有时被一分为二形成“双急流”,这有利于极端高温的产生。研究人员计算认为,热浪与“双急流”的关联在西欧地区尤为显著,当地气温变化值的35%可以用“双急流”解释,而当地热浪加速出现的趋势几乎可以全部归因于“双急流”持续增长的趋势。
“这次欧洲的高温天气不仅十分极端,而且除了热力学因素以外,大气动力变化也成为了形成热浪的一个因素,这些新变化给了我们启示,未来热浪可能会更加频繁。”该论文领衔作者、德国波茨坦气候影响研究所高级科学家Eftychia (Efi) Rousi博士告诉南方周末记者。
世界气象组织秘书长彼得里·塔拉斯在7月19日的发布会上也表示,由于气候变化,新的高温纪录和热浪正变得越来越频繁。据世界气象组织数据,当前规模和程度的热浪在未来几十年中会越来越频繁,气候变化的负面趋势将至少持续到本世纪60年代,这与人们在减缓气候变化方面取得的成功无关。
“双急流”是如何影响天气的,未来的世界气候又将因此发生什么变化,南方周末记者专访了Efi Rousi博士。
“双急流”亦会影响中国东南部
南方周末:您认为这次欧洲热浪极端到什么水平?是什么原因造成的?
Efi Rousi:最近欧洲的热浪是非常极端的,主要与阻塞高压有关,阻塞高压与切断低压会破坏下沉的西风带环流,形成一段时间的稳定状态,盛行下沉气流,天气晴朗。同时,从6月26日前后开始,我们也注意到产生了一个“双急流”现象。虽然我们的研究无法量化“双急流”对当前热浪的影响,但我们可以说,这个“双急流”的现象,使得热浪积累,可能有利于西欧的持续热浪。
根据我们的研究结果,在“双急流”的影响下,中国东南部也将会成为热浪的一个热点地区,但是我们暂时还没有进一步探讨。
南方周末:其实近期全球不少地区都出现异常高温,包括欧亚大陆和北美,这是个巧合吗?
Efi Rousi:这些极端高温似乎是通过全球高振幅的天气波这一模式连接起来的,这种模式有利于不同地区同时出现极端情况。
我的同事近期做的研究发现,6月之后,再次出现的天气波“Wave-7”将北美、西欧和亚洲的热浪天气联系起来,它有可能是这些区域如此广泛热浪背后的共同原因。但是这种现象多大程度上是由于气候变暖导致的,现在还有待确认。
南方周末:相较过去的几次极端夏天,欧洲本次热浪处于什么水平?
Efi Rousi:今年夏天对欧洲来说不太寻常,夏天才刚刚开始,已经经历了三轮热浪。最近的热浪天气甚至打破了许多国家的极端高温纪录,例如英国和德国。
我们比较了欧洲历史上的四个极端夏季,分别是1994年、2003年、2006年和2018年。最持久的“双急流”天气出现在2003年夏天,同时也是欧洲观测到的有史以来最强的热浪之一,有大约七万人因高温而死亡。
我们发现,欧洲已成为热浪的“热点地区”,与其他位于北半球中纬度的地区相比,过去42年欧洲热浪发生频率和强度的增长趋势明显更快。这种加速趋势与欧亚大陆上空“双急流”出现频率和持续时间增加有关。
2022年7月19日,在法国巴黎附近的勒瓦卢瓦,温度计显示气温达到40摄氏度。 (新华社 / 图)
如继续排放温室气体,
热浪会更频繁和极端
南方周末:长久来看,这种“双急流”对欧洲气候的影响可能会持续多久?你之前也研究过,大西洋经向翻转环流的变化会对欧洲气候产生影响,它也与热浪有关吗?
Efi Rousi:“双急流”在将来会变得更加频繁。而且我们的研究发现,北冰洋在夏季几乎没有变暖——因为温室气体增加的热量都用于融化海冰,海面的变暖趋势会相对慢一些,但是北冰洋附近的陆地区域,例如西伯利亚、加拿大、阿拉斯加等,它们在夏季的温度急剧升高,这或许与积雪减少有关。这就导致北极海岸线两边陆地和海洋的冷热对比更加明显,成为“双急流”天气的一个重要驱动因素。我们还没有具体研究和模拟未来气候模型,这是我们小组未来研究的主题。
在我之前的研究中,我制作了一个模型,模拟发现在二氧化碳增加一倍的情况下,大西洋经向翻转环流(Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC)的减弱将增加中欧的干旱。随着世界变暖,洋流减弱会导致大气环流发生变化,从而导致欧洲夏季更加干燥。
欧洲的热浪会使同一区域的其他地区更有可能发生热浪,因为一段时间的极端高温会蒸发土壤中的水分,使土壤变干。当土壤中有一些水分时,这些水分就能被用于蒸发,从而产生轻微的冷却效果。但是,当热浪几乎蒸发了所有土壤水分时,下一波热空气到来时,便几乎没有什么水分可供蒸发。太阳带来的热量烘烤表面,热量持续增加。
至于大西洋经向翻转环流对热浪是具体如何影响的,我还没有具体研究,但是有一些研究表明,由于大西洋经向翻转环流放缓,导致北大西洋的暖团正在影响欧洲的热浪。
南方周末:这种现象会跟人类的活动有关吗?频繁的热浪与全球变暖的关联度有多大?
Efi Rousi:最近的全球热浪,包括每个热浪的背后,原因都是多方面的。
但可以肯定的是,人类活动引起的全球变暖对热浪有明显的直接影响,使得热浪更频繁、更强烈。除此之外,正如我们论文中所说,复杂的相互作用、一些动态变化,包括大气环流和急流的变化,都可能会加剧某些地区的热浪。当然,自然变化也在发挥作用,但它不能单独解释全球热浪的增加。
南方周末:所以,可预见的未来,极端夏天会更加频繁?
Efi Rousi:毫无疑问,如果我们继续排放温室气体,这种热浪在未来将会更加频繁和极端。
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