怪异天气与北极迅速变暖的联系

北极夏季冰的丧失和远处快速变暖正在改变北美,欧洲和俄罗斯的喷射流。科学家们现在刚刚开始了解这些深刻的班次可能会增加更持久和极端天气的可能性。

最近你的天气是不是越来越“卡住”了?一天又一天的寒冷、下雨、炎热或蓝天可能不是你想象中的虚构。虽然各种海洋和大气模式,如El Niño, La Niña和北大西洋涛动,被认为是最近一连串反常天气的罪魁祸首,现在有一个新的罪魁祸首:北极放大。它与远北地区的海冰流失和更早的融雪有直接关系,正在影响北半球的急流,对天气可能产生深远的影响。

“北极放大”指的是相对于北半球其他地区,北半球高纬度地区经历的增温或降温增强的趋势。这种高度敏感与雪和海冰的存在以及它们引发的反馈循环有关。例如,随着海冰的消退,原本会被明亮的冰反射回太空的阳光反而被海洋吸收,海洋变暖,融化更多的冰。自第二次世界大战后的化石燃料革命以来,随着全球变暖,北极气温的上升速度是全球速度的两倍多。气候变暖的一个显著标志是北极海冰在夏季的消融下降了40%在过去的三十年里。迷失的地区约为130万平方英里,或大约48个美国地区的42%。

额外的热量进入了曾经被冰覆盖的广阔的开放水域,在秋季释放回大气中。这导致了近地表秋季气温上升2到5度

所有额外的热量都沉入大气中忍不住影响天气。
在过去的十年里,北冰洋大部分地区的气温都上升了3.6至9华氏度。所有这些储存到大气中的额外热量只能在局部和大范围内影响天气。越来越多的迹象表明,近年来的一些天气现象——比如欧洲持续的寒冷期、美国东北部和阿拉斯加的大雪,以及俄罗斯的热浪——可能与北极放大效应有关。

但如果是的话,它是如何工作的呢?

北极地区当然比温带地区更冷,正是这种温度差异推动了由西向东快速流动的气流,即急流。这一大气特征将南部的暖空气和北部的冷空气分开,当它在北纬30度到60度之间的北半球流动时,往往会沿着一条波浪状的路径流动。它通常位于喷气式飞机飞行的高度附近,因此得名。然而,由于高纬度地区比中纬度地区更温暖,这种南北温差减弱,这对急流有两个影响。

第一个效果是减缓喷射流的西北速度,这已经发生了现象。北半球周围的上层风在秋天,从10月到12月,这正是海冰损失施加的


最低夏季海冰北极1979年2011年

今日冰冻圈/极地研究小组,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校
1979年至2011年北冰洋最小夏季海冰
对南北温度梯度的最强烈影响。一些地区展示了风速甚至更大的滴剂,例如北美和北大西洋,风减缓了约14%自1980年以来。理论告诉我们,西部流动的减少往往会减缓喷射流中的波浪的东方进展。因为这些波控制了风暴的形成和运动,较慢的波浪进展意味着天气条件将更加持久。换句话说,他们似乎更“卡住了”。这种效果似乎主要在秋季发挥重要作用,因为随着冬季的海冰改革,南北温差逐渐恢复到更正常的值。

北极扩增的第二种方式预计会影响喷射物流,我们的天气是通过增加喷射流的“波纹”。由于北极放大,波浪的北部峰值,称为脊,比南部逢低更加温暖,称为低谷。这有望导致脊向北拉伸,这将增加波浪的大小。喷射流中的较大波动允许从北极寒冷的空气进一步南方,以及温暖,潮湿的热带空气来渗透向北。这些波浪流量经常导致录制破碎的温度。气象学家也已知很长一段时间,更大的喷射流波浪更慢地进展,与它们相关的天气系统也是如此。因此,这代表了另一个将导致天气条件徘徊的机制。

夏季也似乎增加了增加的波纹;但代替海冰损失,罪魁祸首似乎是逐步的早些时候融化了雪在春天的北极和亚北极地上。随着雪消失,裸露的土壤暴露在早些时候的强烈泉水上,这使得它越早干燥和温暖。这种效果至少部分负责自20世纪80年代中期以来的高纬度土地区域的大约2摄氏度。这种热量有助于夏季北极扩增,预计将再次把脊向北拉伸,增加波浪,促进迟滞天气。

在过去的几年里,有很多“停滞”天气模式的例子。2009 - 2010年和2010 - 2011年的冬天,美国东海岸和西欧上空笼罩着急流的深槽,带来188金宝搏亚洲体育搏彩了似乎无穷无尽的一连串雪风暴和牙齿打颤。相比之下,在2011 - 2012年的初冬,这些
越来越有可能的是,你今天的天气会持续一段时间。
同样的区域位于山脊之下,或者是急流向北的凸起,这给北美大部分地区带来了不寻常的温暖和无雪的条件。然而,与此同时,阿拉斯加上空出现了一个深槽,降下了创纪录的降雪。今年2月初,急流异乎寻常地向远南的欧洲上空俯冲,给一些地区带来了半个多世纪以来从未出现过的北极寒冷空气和降雪。在夏季,持续的天气模式导致了干旱和炎热。欧洲和俄罗斯过去几年创纪录的热浪与西伯利亚早雪融化有关,去年夏天美国中南部的闷热天气是由一个缓慢的高压地区造成的

虽然很难把这些天气事件归咎于北极的放大效应,但随着全球持续变暖,北极继续失去冰,这些现象预计会发生得更频繁。进一步的研究可能会找到预测哪些区域将经历哪些条件的方法。但与此同时,越来越有可能的是,你今天的天气会持续一段时间。