2021 年 6 月底和 7 月初襲擊北美西部的熱浪不僅僅是任何仲夏事件。在九天的時間里，從不列顛哥倫比亞省到華盛頓和俄勒岡州以及更遠(yuǎn)的地方，它超過了該時期的平均區(qū)域溫度 10 攝氏度(18 華氏度)，并且在某些地區(qū)的幾天內(nèi)，超過了驚人的 30 攝氏度或 54 華氏度。許多新的日常記錄，它為整個加拿大設(shè)定了新的國家基準(zhǔn)，在不列顛哥倫比亞省利頓的 121.3 F。第二天，整個城鎮(zhèn)在一場無法控制的野火中被燒毀——這是由炎熱干燥的天氣引發(fā)的眾多火災(zāi)之一。在整個地區(qū)，至少有 1,400 人死于高溫相關(guān)原因。
數(shù)周之內(nèi)，科學(xué)家們將事件的極端性歸咎于氣候變化。現(xiàn)在，《自然氣候變化》雜志上的一項(xiàng)新研究證實(shí)了這一結(jié)論，并首次全面闡明了多種機(jī)制——一些與氣候密切相關(guān)，另一些則更多地屬于災(zāi)難性巧合——他們說這些機(jī)制導(dǎo)致了令人費(fèi)解的氣候變化溫度。
“它是如此極端，很容易貼上'黑天鵝'事件的標(biāo)簽，這是一個無法預(yù)測的事件，”主要作者，博士 Samuel Bartusek 說。哥倫比亞氣候?qū)W院拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的學(xué)生。“但在完全不可預(yù)測、似是而非和完全預(yù)期之間存在著難以歸類的界限。我更愿意稱之為灰天鵝。”
該研究將 1950 年代開始的氣候數(shù)據(jù)與熱浪前幾周和熱浪期間的每日天氣觀測數(shù)據(jù)結(jié)合起來，形成一幅親密的肖像。一個核心結(jié)論：如果沒有人為引起的變暖，這樣的事件幾乎是不可能發(fā)生的。這在 1950 年代是不可能的，但從那時起大氣變暖已經(jīng)將指針轉(zhuǎn)移到一個預(yù)期的 200 年一遇的事件上——仍然很少見，但現(xiàn)在是可行的。研究人員預(yù)測，如果變暖以適度的速度持續(xù)，到 2050 年，這種熱浪大約每 10 年就會襲擊該地區(qū)。
上個世紀(jì)全球平均氣溫上升不到 2 華氏度。但小幅上升可能會改變大氣與陸地之間的相互作用，從而導(dǎo)致極端溫度峰值的可能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過平均溫度升高。歸結(jié)為最簡單的術(shù)語，該研究稱 2021 年的大部分熱浪是由整體溫度升高的乘數(shù)效應(yīng)引起的，包括某些地區(qū)的土壤干燥。此外，大約三分之一的熱浪來自研究人員所說的“非線性”力量——有助于鎖定熱量的短期天氣模式，而熱量也可能因氣候變化而放大。
他們說，一個主要的驅(qū)動因素是急流的中斷，急流通常會沿著或多或少的圓形路徑將空氣從西向東穿過北半球中緯度地區(qū)。然而，在熱浪來臨之前，急流停止并彎曲成巨大的波浪，有四個南北向的波峰和波谷。這些集中在每個山峰下方的高壓系統(tǒng);當(dāng)空氣接近表面時，高壓會越來越多地壓縮空氣，這會產(chǎn)生熱量。其中一個系統(tǒng)定居在北美西部，然后日復(fù)一日地呆在那里，形成了氣象學(xué)家所說的“熱穹頂”。
一些科學(xué)家認(rèn)為，由于人為引起的變暖，大型急流波正變得越來越頻繁和極端。他們說，急流通常在寒冷的極地空氣和溫暖的南方空氣之間形成邊界，但最近北極的異常變暖正在打破溫差，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定。這個想法仍在爭論中。也就是說，這項(xiàng)新研究的部分基礎(chǔ)是由共同作者 Kai Kornhuber 奠定的，他在 2019 年發(fā)表了一項(xiàng)研究如果它們同時襲擊多個主要農(nóng)業(yè)區(qū)，則將這些曲折確定為對世界糧食安全的威脅。2021 年，與曲流相關(guān)的同時發(fā)生的主要熱浪不僅襲擊了北美，還襲擊了斯堪的納維亞、東歐、俄羅斯西部和高加索的大部分地區(qū);另一個在西伯利亞西北部。
北美西部的情況是迄今為止最糟糕的。作者說，一個因素是西太平洋產(chǎn)生的一系列較小規(guī)模的大氣波。它們向東移動，并在撞擊陸地時抓住了更大的急流波并將其放大。氣象學(xué)家可以在大約 10 天后看到這些模式，因此可以提前準(zhǔn)確地警告熱浪。
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