德克薩斯州深度凍結背後的同樣力量可能會導致長時間的熱浪

靈駿觀星

關於氣候變化是否在本周在德克薩斯州肆虐的殘酷寒冷，大雪和冰凍中起作用，是否切斷成千上萬德克薩斯人的電力，爆破管道和汙染供水的問題，尚無定論。但是，同樣的氣候連接科學家們也在爭論-北極變暖導致射流向更南端彎曲-可能還會導致美國南部未來遭受更持久的熱浪。

根據這對研究上個月發表在地球物理研究快報該地址的增強北極變暖是否在學習不良的問題，還是“北極放大”，會導致在低緯度地區更持久的高溫天氣法術。研究人員使用一種新的跟蹤天氣系統的方法來查看它們運動的速度，從而確定了夏季運動緩慢的模式與赤道與北極之間較小的溫差之間的聯系，後者是由後者變暖更快引起的。

如果這種趨勢繼續下去，在未來70年左右的時間裏，熱浪可能會變得更加持久，尤其是在美國南部等地區。鑒於未來的熱浪也有望變得更熱，該研究指出，潛在的雙重大氣震蕩可能應變社會的應對能力：天氣炎熱，持續時間更長。

伍德韋爾氣候研究中心資深科學家詹妮弗·弗朗西斯（Jennifer Francis）說：“這項研究支持這樣一個假設，即北極迅速變暖將有利於更持久的夏季天氣，這往往導致近年來成為極端新聞，成為頭條新聞：長時間的熱浪，幹旱和降雨。”誰都沒有參與這項新研究。

雖然長時間的熱浪與本周美國南部正好相反，但其涉及的機制可能相似，並且對電網和人類福祉的挑戰也同樣嚴峻。

北極中緯度天氣連接

在北極變暖的兩倍以上，以最快的速度為世界其他地區，部分原因是造成冰雪消融反饋環，這暴露吸收更多的太陽能較深海洋和陸地表面，提高熔化甚至更多。北極的這種放大效應縮小了北極地區和中緯度地區（如美國大陸）之間的溫差。這種溫差是噴射流的動力。急流是一條快速流動的空氣流，使天氣系統向北半球蜿蜒向東。弗朗西斯（Francis）的開創性研究表明，北極變暖可能已經在使射流變慢和起伏。

如果北極的放大以這種方式影響噴射流，那麼北美和歐亞大陸的廣大地區可能會對天氣產生廣泛影響。特別是，亂舞的最近的研究已經探索出了一條較弱，wavier噴流是否會導致在低緯度地區更北極空氣的入侵，如極端寒流本周抓住全國廣大大片。

但是，這些連接是有爭議的。盡管科學家們普遍認為北極變暖會影響噴射流，但關於噴射流是否已經由於氣候變化而經曆了重大變化，未來變化將有多嚴重或會對氣候變化產生多大影響尚無共識。中緯度天氣。

事情變得更加複雜，影響的方向可能是雙向的：去年發表的一項研究表明，噴氣流中的隨機波動可能通過從中緯度北部向北輸送熱量和水分來促進北極變暖。

“因果關系可以在兩個方向上起作用，即中緯度影響北極或影響中緯度，”埃克塞特大學氣候科學家詹姆斯·Screen（James Screen）在《電子郵件》中寫道。“在這個不確定的話題上，當前的許多爭論都取決於這兩種影響的相對大小。”

夏天有天氣嗎？

如果北極變暖和冷空氣暴發之間的聯系模糊不清，科學家們對噴氣流是否會影響夏天的天氣模式（如熱浪）的了解甚至更少。但這是一個值得關注的話題，特別是由於預計僅由於氣候變暖，將來熱浪會變得更加嚴重，而由於氣候變化，預計極端寒冷的天氣將變得不那麼激烈。

哥倫比亞大學地球研究所的博士後研究員Kai Kornhuber說：“夏天的熱浪真的很危險。” “他們並沒有真正被這樣看待，因為許多人仍將<他們>與溫暖的天氣和假期聯系在一起，但這是最致命的自然現象之一。”

為了探究夏季危險天氣與北極迅速變暖之間的關系，英國雷丁大學的Kornhuber和他的同事Talia Tamarin-Brodsky使用天氣跟蹤算法來評估夏季天氣模式和溫度異常在北半球移動的速度如何以及與赤道和兩極之間溫度梯度的關系。他們發現，近幾十年來，當中緯度地區與北極之間的溫差較小時，這與夏季天氣在一處停留的時間較長有關。

他們的研究表明，這種影響將來可能會更加明顯。在一種稱為RCP 8.5的高碳排放情景下，世界完全無法控制其碳排放，一些氣候模型預測，北極與中緯度的溫差將進一步縮小。Kornhuber和Tamarin-Brodsky發現，如果發生這種情況，到本世紀末，歐洲的夏季天氣模式可能減慢多達11％，俄羅斯的夏季天氣模式可能減緩多達33％。在北美南部，系統的速度可能會降低58％，從而使熱波在一個地方停留的時間更長。

盡管這項研究並非 首次表明北極的放大可能導致更緩慢，更炎熱的天氣，但“這一研究領域還是很新穎的” ，大氣和環境研究季節預報主任Judah Cohen說。咨詢。弗朗西斯說，該論文通過采用一種“新穎的方法”來跟蹤夏季天氣系統的運動，從而“幫助模糊了研究領域中的雲”。

相關但非因果關系

該發現有一些重要的警告。盡管作者發現了北極變暖與夏季天氣變慢之間的聯系，但他們的結果（如對北極放大作用和冬季冷空氣暴發的許多研究一樣）並不能證明前者導致了後者。需要進一步的研究來證明與北極變暖和急流有關的任何因果關系。

即使北極的迅速變暖確實導致更南端的夏季天氣停滯不前，但這也不大可能成為唯一的影響因素。Screen說：“有很多因素會影響<天氣>持續性，溫度梯度可能不是主要因素。”

正如Kornhuber和Tamarin-Brodsky在他們的論文中指出的那樣，並不是所有的氣候模型都同意北極的放大作用將在夏季繼續變得更加強烈。但是，即使在赤道與極點之間的溫差再次開始增長的情況下（這意味著北極放大效應減小了），作者的模型仍然預測北美的夏季天氣模式將放緩。

Kornhuber說，最有可能的解釋是氣候變化的另一個結果，與北極發生的情況不同：隨著地球變暖，預計中緯度的風暴軌跡將向北移動。Kornhuber說，未來，“預計西南西南部將不在強風的中心，而是在其南部，這也會增加天氣的持久性，”因為暴風雨會避開風，使它們繼續前進。

總而言之，這項新研究表明，即使機制尚不明確，未來美國也可能會看到更多緩慢移動的熱浪。鑒於本周的天氣提醒我們，嚴寒並沒有消失，應對氣候變化的最佳方法可能是同時加強供暖和制冷系統，並為兩個方向的極端溫度做好電網准備。