喷射流正在向北移动。这对你意味着什么。

天气可能会发生剧烈变化,尤其是在降雨方面。
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从冰山顶上看到的格陵兰冰盖。Matthew Osman (亚利桑那大学)

1374 年,如今的西班牙、意大利和法国发生了饥荒。罪魁祸首是什么?北大西洋高空急流,一股从北美流向欧洲的快速气流,向北偏移了。高空急流携带湿润的风暴云,没有它们,南欧就会变得干旱,庄稼也会枯死。

本周发表在《美国国家科学院院刊》上的研究,Proceedings of the National Academy of Sciences 详细重建了从公元 700 年到 2000 年北大西洋高空急流的路径历史。研究结果表明,尽管气候变化尚未改变这个关键气候系统的位置,但高排放可能会将欧洲推向一个更像 1374 年的世界。

过去一年,高空急流的“波动”被认为与极端天气有关,从今年春天欧洲的洪水到袭击太平洋西北地区的 the heat wave,尽管气候在这些运动中的作用仍然是一个悬而未决的问题。

亚利桑那大学气候学家、该研究的首席作者 Matthew Osman 表示:“高空急流是这种波浪状、弯曲的风带,但其平均位置会随着时间的推移而变化。”

高空急流被北方的极地空气和南方的热带风所固定。它沿着其路径推动地表风暴,这被称为风暴轨迹,从而重塑了广阔地区的降雨。Osman 说:“当高空急流或风暴轨迹位于更南方时,欧洲南部已经半干旱的地区会获得大量的水分和温和的温度。”“但随着高空急流向北移动,它会带走风暴轨迹和降水,并将其带到北欧。”

“当我们以日、周为尺度考虑时,这并不是一个大问题,但如果我们考虑未来沙漠可能去向的预测,将水分从干旱地区转移到湿润地区就是一个问题。”

通过对格陵兰冰盖的岩芯样本进行分析——这些样本显示了数百年来降雨和温度的记录——研究人员能够重建北大西洋的风暴轨迹记录。

研究人员发现,变化幅度令人惊讶。“观察表明,在过去的几十年里,高空急流已经开始向北迁移,”Osman 说。但在过去 1200 年里,高空急流的南北移动范围如此之大,以至于“似乎高空急流尚未摆脱我们仅凭自然变异就能预期的范围。”

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研究人员之一 Matthew Osman 正在稳定一个冰芯钻探桶。Sarah Das (伍兹霍尔海洋研究所)

尽管如此,气候模型表明,这条急流将继续向北推进,并且根据这项研究,在最高排放情景下,到 2060 年它将超出历史区域。

这意味着,尽管今年夏天的烟雾、雨水和火灾令人震惊,但随着更多的气候系统进入未知领域,未来还有许多未知因素。

这项研究未能为急流的波动提供同样的历时背景,这有助于揭示气候变化在诱发极端天气中的作用。但它仍然能够建立一些历史灾难与高空急流之间的联系。Osman 说:“1728 年、1740 年,那几年风的强度几乎只有正常强度的一半。”“我们从历史文献中知道,那些年非常寒冷,降水极其稀少。”1740 年,这种恶劣的天气引发了爱尔兰的大规模饥荒,导致数百万人死亡——人均死亡率高于 19 世纪 40 年代和 50 年代的爱尔兰土豆饥荒。

伍德威尔气候研究中心代理副主任 Jennifer Francis(未参与该研究)表示:“这是一个很好的测试,可以看看模型是否能以现实的方式重现人类文明在遥远过去的状况。”“任何将急流推向极点的行为都将使欧洲中部变得干旱,这将有利于干旱条件,并与饥荒有关。”

但她提出了两个警示。首先,她说气候模型可能在几个关键方面存在偏差,从而高估了高空急流向北移动的趋势。“关于模型对高空急流未来纬度的预测,有很多值得怀疑的地方。”

其次,她指出,历史数据截至 2000 年,而变暖对高空急流最明显的影响可能出现在近二十年。“这只留下几年的时间,比如北极开始变暖,这不足以看到对高空急流的任何影响。”

Osman 表示,他仍然认为气候“可能还没有达到一种新的气候状态的出现。”而且,他强调,这意味着人类仍然可以避免高空急流的变化——毕竟,该系统仅在高排放情景下才逃离了历史常态。“这不一定是事实。这只是一个模型。”

 

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Philip Kiefer

特约撰稿人

Philip Kiefer是《Popular Science》的特约撰稿人。他于2021年开始作为自由撰稿人加入科学部门,同年晚些时候正式成为团队一员。他曾报道过COVID变种的演变、食腐蜜蜂以及史前藻类爆发。


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