#Cover:北美寒潮和全球变暖有关?科学家认为这说得通_文化_好奇心日报

蔡一能2019-02-01 13:53:38

一个是“天气”,一个是“气候”,两者间的关系还有待更长时间段内观测数据的验证。

过去一周席卷美国中西部和加拿大的寒潮依然是媒体的头版话题。到周四(1 月 31 日)为止,美国中西部地区已有 8 人死于寒潮及其导致的意外事故。

气象数据说明了这场寒潮的猛烈程度。根据预报,美国中西部和五大湖区的体感气温可低至 -40℃ 和 -53℃,足以在 5 分钟内造成冻伤;据 CBS 芝加哥分部报道,这座全美第三大城市周三的气温一度低至 -30℃,险些突破 1985 年的历史低温纪录,芝加哥几乎沦为一座鬼城。

人们很快就知道了这场寒潮的成因:极地涡旋(polar vortex),并且了解到这并不是什么新鲜事物。除了过去不久的 2014 年,北美在 1977 年、1982 年、1985 年和 1989 年都经历过极地涡旋带来的严寒。

天气不等于气候。眼下的北美寒潮只能说是暂时的天气现象,而不是需要更长时间才能呈现的气候。这也是为什么美国总统特朗普 1 月 28 日发布的推特不在理——他将寒潮视为打脸“全球变暖”的证据。但许多想要认真探讨气候变化的人也在问同一个问题:这场寒潮和全球变暖有关吗?

Jennifer Francis,美国林洞研究中心(Woods Hole Research Center)的一名资深科学家,给出了肯定的答案

要理解这一点,首先得了解极地涡旋的机制。北半球有两个相叠的极地涡旋,低一些的被称为急流(jet stream),它的高度接近飞机巡航的高度。急流终年存在于地球上空,不断形成高低压系统,影响日常的天气变化。

急流上方、距离地表 30 英里(约 48 千米)处,则是只在冬季活跃的平流层极地涡旋(stratospheric polar vortex),也就是人们通常所说的极地涡旋。这两种涡旋都是因为极地与中纬度气温不均导致的气压差,在地球自转的带动下形成的。

接下来的问题是:为什么冷空气会向南扩张?Francis 指出,由于人类活动排放的温室气体,地球在过去 50 年内已经上升了约 1 摄氏度,而北极地区的上升幅度则超过其 2 倍。随着冰面融化,暴露的深色海面吸收了更多来自日照的热量,致使北极变得更温暖。

这种变化的后果是北极与中纬度地区之间的温差和气压差缩小,进而削弱较低的急流。变慢的急流开始呈现反常的波动,在大气层内释放出波能,干扰了在其上部的平流层极地涡旋。某些时候,强烈的干扰甚至会导致平流层极地涡旋的分裂,这些分裂出的涡旋将冷空气带至南方,同时让北极变得比平常更温暖。

换句话说,北极的暖空气和美国中西部遇到的冷空气是相互成就的。当芝加哥遭遇历史性寒潮时,北极一些地方也出现了反常的高温。

Francis 警告,极地涡旋引发的寒潮未来可能越发频繁地出现。人们直到最近 5 年才因一再发生的极寒天气而了解这个词。她承认,相关研究尚未达成固定的共识,但极寒和全球变暖之间的关联至少值得更多关注,而不是被一笑置之。

针对“北美寒潮是否与全球变暖有关”这个问题,CBS 采访了两名顶尖的气候学家。其中,Judah Cohen 认为,“北极放大效应”(Arctic amplification)会削弱或扰乱极地涡旋,导致冷暖气流的重新分布,而这种变化最近数十年更频繁地发生。另一名气候学家 Michael Mann 持相对谨慎态度,认为现有数据和模型尚不足以解答关于极端天气形成机制的一些关键问题。

气候变化的微妙之处在于,它总是需要漫长的时间才会得到证实。这一方面保证了科学的严谨性,另一方面也要求人们更聪明地把握作出改变的时机。

也许,这次的寒潮很快就会被冰封为历史。根据天气预报,芝加哥周日的最高气温将回升至冰点以上。


题图为美国芝加哥。图片版权:视觉中国

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