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(shí)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(shí)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(shí)起大氣變暖已經(jīng)將指針轉(zhuǎn)移到一個(gè)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(huì)襲擊該地區(qū)。
上個(gè)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(huì)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(gè)主要的驅(qū)動(dòng)因素是急流的中斷，急流通常會(huì)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(gè)南北向的波峰和波谷。這些集中在每個(gè)山峰下方的高壓系統(tǒng);當(dāng)空氣接近表面時(shí)，高壓會(huì)越來越多地壓縮空氣，這會(huì)產(chǎn)生熱量。其中一個(gè)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(gè)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(shí)襲擊多個(gè)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(shí)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(gè)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(gè)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(dòng)，并在撞擊陸地時(shí)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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