根据芝加哥大学两位大气科学家的最新研究，天空有时是有极限的。
5月24日发表在《科学》(Science)杂志上的一项研究为一种神秘的、有时是致命的天气模式提供了解释。在这种天气模式中，环绕地球的全球气流——急流——在一个地区上空停滞不前。研究人员说，就像高速公路一样，高速气流也有一定的容量，当它超过这个容量时，就会形成与交通堵塞非常相似的阻塞，气候预报人员可以用同样的数学模型来模拟它们。
2003年致命的欧洲热浪，2014年加州的干旱，以及2012年超级风暴“桑迪”(Sandy)的突然袭击，这些都是由一种被称为“阻塞”的天气现象引起的。科学家们对它的了解已经有几十年了，几乎和他们对喷流的了解一样长——上个世纪，芝加哥大学的气象学家卡尔-古斯塔夫·罗斯比(Carl-Gustaf Rossby)对喷流进行了探索——但没有人能很好地解释为什么会发生这种情况。
风图显示了太平洋典型的阻塞模式，在那里风会分裂并环绕。(原始图像由earth.nullschool.net)通过Gfycat
地球物理科学系教授、该研究报告的第一作者中村伸博(Noboru Nakamura)说:“阻塞是出了名的难以预测，这在很大程度上是因为，对于何时以及为什么会形成阻塞，还没有令人信服的理论。”
Nakamura和17岁的Clare S.Y. Huang博士正在研究急流，试图确定一套清晰的阻塞测量方法，以便更好地分析这一现象。他们的一个新指标是一个测量急流曲流的术语。仔细看了一下数学，中村意识到这个方程与几十年前交通工程师试图描述交通堵塞时所设计的方程几乎相同。
“事实证明，急流有‘天气交通’的能力，就像高速公路有交通能力一样，当它被超过时，阻塞表现为拥堵，”黄说，她为自己的论文进行了这项研究。
就像汽车交通在限速降低或多条高速公路交汇的地方堆积一样，由于山脉和海岸的原因，当背景喷气速度减慢时，往往会发生阻塞。
其结果是一个简单的理论，不仅可以复制阻塞，而且可以预测阻塞，中村说。他把这种跨学科的连接称为“我研究生涯中最意想不到、但却具有启发性的时刻之一——这是上帝的礼物。”
研究人员说，这种解释可能不会立即改善短期天气预报，但它肯定有助于预测长期模式，包括哪些地区可能出现更多干旱或洪水。
他们的初步研究结果表明，虽然气候变化可能通过使急流接近其容量而增加阻塞，但也会有区域差异:例如，太平洋可能在未来几十年实际上会减少阻塞。
中村说:“在你理解为什么会发生之前，很难预测任何事情，所以这个机械模型应该提供一个有用的指导原则。”
与大多数现代气候科学不同，这个模型是用简单的数学表达的:“这个方程用一个简单得多的系统抓住了本质，”黄说。
引文:“大气阻塞就像急流中的交通堵塞”，中村和黄，《科学》，2018年5月24日。DOI: 10.1126 / science.aat0721
资助:国家科学基金会。