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從歐洲到北美，北半球極端天氣的持續(xù)時(shí)間似乎越來越長。如今氣候科學(xué)家正在全力驗(yàn)證大氣急流的異常變化是否與全球變暖相關(guān)。美國芝加哥大學(xué)地球物理科學(xué)系教授蒂芙尼·肖指出，必須持續(xù)深入研究這些極端事件，“若不能明確急流的變化趨勢及其對(duì)天氣的影響，人類或?qū)?yán)重低估即將到來的極端天氣”。

急流異常波動(dòng)，天氣系統(tǒng)遭“梗阻”

地球共有四條主要急流帶，南北半球各兩條。極地急流位于極地附近；副熱帶急流則分布在赤道兩側(cè)。正常情況下，這些急流會(huì)推動(dòng)天氣系統(tǒng)自西向東移動(dòng)，確保世界各地每隔數(shù)日就能感受到天氣變化。而當(dāng)急流減弱時(shí)，其路徑會(huì)出現(xiàn)大幅游移甚至回轉(zhuǎn)，導(dǎo)致天氣系統(tǒng)移動(dòng)遲緩，甚至長期停滯在某個(gè)地區(qū)，氣象學(xué)家稱這種現(xiàn)象為“大氣阻塞”。

英國牛津大學(xué)物理氣候科學(xué)教授蒂姆·伍林斯解釋，阻塞發(fā)生時(shí)，急流大幅度彎折，使得整個(gè)氣流翻轉(zhuǎn)、反向流動(dòng)。大氣阻塞有多種形式，其中最常見的一種稱為“歐米伽阻塞”，即急流形成一個(gè)形狀類似希臘字母Ω的大環(huán)，中間夾著一個(gè)高壓系統(tǒng)，兩側(cè)是低壓系統(tǒng)；另一種叫“偶極阻塞”，指急流產(chǎn)生分裂，一側(cè)向極地方向“夾住”高壓系統(tǒng)，另一側(cè)向赤道方向“夾住”低壓系統(tǒng)。

“歐米伽阻塞”示意圖（圖/英國氣象局）

“偶極阻塞”示意圖（圖/英國氣象局）

這些跨度可達(dá)3000公里的大氣阻塞系統(tǒng)，能讓受影響區(qū)域持續(xù)數(shù)日甚至數(shù)周經(jīng)歷相同天氣——冬季阻塞導(dǎo)致嚴(yán)寒，夏季則引發(fā)酷熱。去年英國秋季的持續(xù)陰霾、西班牙百年罕見的暴雨，以及2020年的西伯利亞熱浪、2021年北美西部的極端高溫，均源于此類阻塞?！耙幌盗惺窡o前例的極端天氣事件都與急流的異常有關(guān)?！泵绹榈峦枤夂蜓芯恐行牡恼淠莞ァじダ饰魉箯?qiáng)調(diào)。

夏減弱冬難測，急流讓“怪天氣”頻發(fā)

對(duì)于氣候?qū)W家而言，了解急流如何受氣候變化影響面臨兩大難題：一方面，急流存在自然波動(dòng)，其長期趨勢難以識(shí)別；更為關(guān)鍵的是，學(xué)界至今未能完全揭示大氣阻塞產(chǎn)生的機(jī)制。

現(xiàn)有理論眾說紛紜：有些科學(xué)家認(rèn)為，大氣中南北方向起伏的羅斯貝波（大氣中一種非常緩慢的、大尺度的波動(dòng)）疊加會(huì)引發(fā)急流阻塞；美國芝加哥大學(xué)的中村昇則提出“交通堵塞”假說——地形或大氣變化導(dǎo)致風(fēng)速改變，造成天氣系統(tǒng)擁堵在急流這條“高速公路”上。

正因?yàn)槲覀儗?duì)大氣阻塞的成因不完全了解，現(xiàn)有氣候模型也難以準(zhǔn)確模擬它。目前多數(shù)模型預(yù)測，隨著全球變暖，未來100年的阻塞事件將總體減少，持續(xù)性極端天氣也會(huì)隨之減少。美國普渡大學(xué)大氣動(dòng)力學(xué)家王磊認(rèn)為，隨著熱帶快速升溫，急流將整體向極地移動(dòng)，風(fēng)速增強(qiáng)，阻塞也將減少，尤其是冬季阻塞。而反對(duì)觀點(diǎn)則指出，北極變暖會(huì)削弱極地急流，使其波動(dòng)更劇烈。因?yàn)楦谋睒O意味著極地與溫帶間的溫差變小、風(fēng)速減緩，急流更易發(fā)生偏折，從而把冷空氣大范圍地向南推進(jìn)。

問題在于，無論哪種說法目前都缺乏足夠的數(shù)據(jù)支撐，因?yàn)闅庀笮l(wèi)星直到1980年才開始觀測這一現(xiàn)象。北半球冬季的大氣情況本就復(fù)雜，北極上空的平流層極渦會(huì)影響急流行為，造成更強(qiáng)的急流波動(dòng)，這給科學(xué)家的預(yù)測帶來了不小的難度。

不過，就北半球夏季而言，科學(xué)家們已經(jīng)看到了更清晰的圖景：夏季時(shí)，因高低緯度間的溫差較小，極地與副熱帶急流本就比冬季更弱。已有證據(jù)表明，隨著高緯度地區(qū)升溫速度超過其他地區(qū)，溫差進(jìn)一步縮小，夏季急流正在進(jìn)一步減弱。

“觀測與模型一致表明，氣候變化正導(dǎo)致夏季環(huán)流減弱?！眾W地利國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所的凱·科恩胡伯指出，急流減弱或變慢，意味著天氣系統(tǒng)移動(dòng)更慢，某地單一天氣持續(xù)時(shí)間更長，由此形成的怪異天氣事件也會(huì)更多。

雙急流變多變強(qiáng)，持久熱浪或成常態(tài)

美國哥倫比亞大學(xué)的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)：歐洲已出現(xiàn)“熱浪高發(fā)區(qū)”，且熱浪高溫正超越氣候模型預(yù)測的極端值上限。美國哥倫比亞大學(xué)塞繆爾·巴圖塞克指出，這類前所未有的極端事件可能與大氣阻塞模式的變化密切相關(guān)，因?yàn)閷?dǎo)致極端熱浪形成的最大因素之一就是高壓系統(tǒng)長時(shí)間滯留在同一位置。

除了識(shí)別極端天氣本身，研究人員越來越明確地將這些天氣模式的變化與急流的演變聯(lián)系起來。2022年，科恩胡伯與荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的迪姆·庫穆等人合作發(fā)表的論文顯示，過去40年來，歐洲熱浪的頻率和強(qiáng)度都有所上升，且這與偶極阻塞的頻率和持續(xù)性增加有關(guān)。這種急流分裂現(xiàn)象（也稱“雙急流”）會(huì)將大西洋來的風(fēng)暴往北推，使西歐陷入持續(xù)高溫。

2003年7月至8月，歐洲上空的雙急流持續(xù)長達(dá)29天，引發(fā)了一場創(chuàng)紀(jì)錄的熱浪，造成約7萬人死亡。研究顯示，1980年以來，這種雙急流現(xiàn)象的出現(xiàn)頻率平均每十年增加約3天，持續(xù)時(shí)間每十年增加約2天。雖然該研究尚未直接將這些變化歸因于氣候變暖，但庫穆與以色列魏茨曼科學(xué)研究所的雷伊·切姆克于2023年發(fā)表的一篇論文已發(fā)現(xiàn)，人類活動(dòng)導(dǎo)致的氣候變化是1979年至2020年間北半球夏季急流風(fēng)速顯著減弱的主要原因。

這些研究表明，持久性熱浪很可能成為未來常態(tài)，像歐洲這樣的“大氣阻塞高發(fā)區(qū)”尤甚。對(duì)于習(xí)慣了陰雨天氣的人來說，連日的明媚陽光或許令人向往，但持續(xù)熱浪卻是危險(xiǎn)甚至致命的。

2021年席卷加拿大和美國的熱浪便是慘痛例證：數(shù)百人死亡，基礎(chǔ)設(shè)施癱瘓——高速公路被迫封閉，鐵路電纜熔毀，農(nóng)作物因高溫枯焦。持續(xù)高溫對(duì)人體健康也危害極大，尤其是在夜間。研究顯示，長時(shí)間熱浪會(huì)顯著提高心臟驟停和中風(fēng)的死亡風(fēng)險(xiǎn)。在不常出現(xiàn)高溫的地區(qū)，這種風(fēng)險(xiǎn)尤為突出，因?yàn)楹芏嗉彝ゲ⑽窗惭b空調(diào)設(shè)備。

高溫還會(huì)嚴(yán)重影響野生動(dòng)物，特別是在溫帶地區(qū)。2022年，英國遭遇40℃高溫時(shí)，有鳥類甚至“從天而降”。生態(tài)學(xué)家警告說，大多數(shù)動(dòng)植物或許能挺過一兩天的高溫，但長時(shí)間暴露在高溫下，對(duì)某些關(guān)鍵物種（如大黃蜂）可能是致命打擊。

氣流移動(dòng)減速，慢速風(fēng)暴頻率或增14倍

日益波動(dòng)的急流所帶來的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)不止熱浪，暴雨天氣同樣可能造成致命破壞，西班牙洪災(zāi)就說明了這一點(diǎn)。中緯度國家對(duì)夏季降雨并不陌生，比如倫敦的強(qiáng)降雨常來自西方風(fēng)暴系統(tǒng)，通常半小時(shí)就會(huì)迅速離去。但隨著氣候變化導(dǎo)致夏季極地急流減弱且波動(dòng)加劇，風(fēng)暴的移動(dòng)速度可能會(huì)顯著減慢。

英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的阿卜杜拉·卡赫拉曼指出，這類風(fēng)暴的移動(dòng)速度有時(shí)只有每秒3米，遠(yuǎn)低于普通雨云每秒20至30米的移速。一旦某個(gè)地區(qū)遭遇這種移動(dòng)緩慢的暴雨，極易發(fā)生洪災(zāi)。2021年7月，德國和比利時(shí)接連遭遇多輪緩慢移動(dòng)的雷暴，所引發(fā)的突發(fā)性洪水摧毀多個(gè)城鎮(zhèn)，造成至少200人死亡。

卡赫拉曼的研究分析顯示，在高排放情景下，到本世紀(jì)末，陸地上的這類慢速風(fēng)暴發(fā)生頻率可能會(huì)增加14倍。這種情況在夏秋季節(jié)風(fēng)險(xiǎn)極高，因?yàn)闇嘏暮Ｋ疄閺?qiáng)降雨提供了充足水汽和能量。但他也提醒，氣候科學(xué)領(lǐng)域?qū)@類極端天氣事件的風(fēng)險(xiǎn)研究仍不充分。

慢速風(fēng)暴的威脅并不限于歐洲。2019年的一項(xiàng)研究指出，如果全球平均氣溫比工業(yè)化前水平高出2℃，北半球中緯度地區(qū)連續(xù)7天極端降雨的概率將上升26%。另有證據(jù)表明，隨著急流減弱，熱帶氣旋在西北太平洋、北大西洋和澳大利亞等地的移動(dòng)速度也在放緩。

問題不僅在于滯留或緩慢移動(dòng)的天氣系統(tǒng)可能更頻繁地出現(xiàn)，還在于它在全球變暖背景下所造成的影響也將更為劇烈。例如，高壓阻塞帶來的熱浪正變得更強(qiáng)，進(jìn)而增加野火、干旱及生態(tài)系統(tǒng)崩潰的風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，更暖的空氣攜帶更多水汽，使得緩慢移動(dòng)的風(fēng)暴引發(fā)更強(qiáng)降雨，顯著提升山洪爆發(fā)的可能性。

“這些影響只會(huì)越來越嚴(yán)重?！蔽榱炙咕嬲f。但這種情況究竟會(huì)嚴(yán)重到何種程度，仍是當(dāng)前氣候科學(xué)界最緊迫的問題之一?，F(xiàn)有氣候模型或許還無法準(zhǔn)確模擬氣候變化對(duì)大氣系統(tǒng)造成的影響，這可能導(dǎo)致我們低估未來極端天氣的風(fēng)險(xiǎn)。

過去幾年的現(xiàn)實(shí)已經(jīng)警示我們：人類社會(huì)仍未做好應(yīng)對(duì)長期熱浪或連續(xù)暴雨的準(zhǔn)備。如果無法更準(zhǔn)確地理解急流在氣候變化下的演變規(guī)律，成千上萬人的生命安全將面臨威脅。做好應(yīng)對(duì)這些前所未有的氣候事件的準(zhǔn)備，是人類社會(huì)當(dāng)前最重要的一項(xiàng)任務(wù)。

責(zé)編：戴蓉

一審：張笑

二審：唐能

三審：文鳳雛

來源：文匯報(bào)