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客人的博客

西部温暖,东部寒冷

想知道为什么去年冬天西方如此温暖而东方如此寒冷吗?气候科学家有一些想法,但一个大问题是未来会发生什么。

东西气候差异。2015年2月,美国各地的气温与正常情况相比是如何变化的,红色表示温度更高,蓝色表示温度更低。
图片来源:NOAA

从盛开的鲜花到叽叽喳喳的小鸟,春天的迹象正在出现,而冬天的痛苦正成为许多人遥远的记忆。

但对一些气候科学家来说并非如此。

越来越多的研究人员对过去两个冬天把东西分开的顽强的温差产生了好奇心,这是由于一股狂野的锯齿形急流给东部带来了反复的北极空气和雪,并使受干旱困扰的西部在创纪录的高温下烘烤。

这种持续的“西暖东冷”的冬季模式引发了一系列研究,旨在揭示为什么美国这些地区在冬季被锁定在两极相反的情况下,还有很多问题有待解决,包括全球变暖可能如何影响大气模式的运行。

新的研究带来了新的可能性

太平洋的气候变化一直被认为是造成这一看似牢不可破的鸿沟的主要原因,部分原因是其中许多气候变化对美国天气有明显的影响。但最近的两项研究已经超越了这些众所周知的气候周期,并让人们注意到太平洋和北极地区其他一些可能被低估的因素。

在一项研究中,华盛顿大学的大气科学家丹尼斯·哈特曼(Dennis Hartmann)指出,一个气候周期似乎与最著名的这种现象El Niño有关。这种“新”周期——哈特曼称之为“北太平洋模式”(NPM)——以前曾被暗示过,但没有得到像它的表亲那样多的科学关注。

就像厄尔Niño一样,NPM的特征是海洋温度的变化,然后改变大气环流,包括美国上空的大气环流。后者的特征是热带太平洋的一大片温水在大气中引发多米诺骨牌效应,改变了美国上空的急流

同样,NPM的特征是一个海洋温度升高的区域,但这次呈马蹄形,从热带延伸,经过西海岸,进入北太平洋。哈特曼检查的历史温度记录表明,它也发生在El Niño事件之前。

温暖的海水特征和蓬勃发展的El Niño在过去的几年里都出现在太平洋。

最重要的是,气温记录还显示,NPM与过去两个冬天出现的“西暖东冷”差异相吻合。具体来说,从历史上看,它似乎与西部上空的高压脊和东部上空的槽相吻合。

计算机建模支持这种连接

但它们同时出现并不能证明NPM造成了天气分裂。为了验证这种说法是否成立,哈特曼使用了气候模型,在模型中,他可以插入温暖的海洋表面温度,看看是否遵循东西模式。在他的模拟中,确实如此。

哈特曼的研究发表在该杂志的网站上地球物理研究快报阿拉斯加费尔班克斯大学国际北极研究中心的大气科学家约翰·沃尔什(John Walsh)说,这项研究为太平洋温度特征和停滞的天气模式之间的联系提供了“令人信服的证据”,他没有参与这些研究。

但这就是故事的全部吗?最近的另一项研究表明,北极也可能是造成东西方差异如此明显的原因之一。

北极海域的损失也起到了一定作用

罗格斯大学(Rutgers University)的詹妮弗·弗朗西斯(Jennifer Francis)说,这项研究也发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上,该研究表明,虽然太平洋的热量导致了大气模式的运动,但北极某一特定地区的海冰损失使冷暖差异如此极端。

弗朗西斯没有参与这两项研究,他是一种观点的主要支持者之一,这种观点认为,通过改变海洋释放的热量,海冰融化和北极变暖也可以改变大气环流模式,特别是通过使急流形成更大的峰值或高点、低谷或低点。因此,在过去的两个冬天,东西方之间的差异更大。

然而,并不是所有的科学家都相信这一观点,近年来这一观点引发了很多争论。

哈特曼迫切希望更好地了解的一个关键问题是,全球变暖如何影响可能造成这种差异的气候周期。在历史记录中,他注意到NPM自20世纪70年代以来更加普遍——大约与全球气温上升真正起飞的时间相同。这就提出了一个问题,即这种模式是否会在未来对美国天气产生更普遍的影响。

哈特曼说,这是一个很难回答的问题,因为气候模型“在全球变暖对太平洋的影响上没有达成一致”。

他说,考虑到西部温暖的冬天导致的可怕干旱和惨淡的积雪,“如果全球变暖的反应让我们看到更多这种”东西方分裂的模式,这可能是一件非常糟糕的事情。

安德里亚·汤普森是一位资深科学作家气候中心这篇文章最初发表在美国。汤普森关注极端天气和气候变化。

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