研究发现，随着气候变化的继续，急流将变得更快

《自然气候变化》杂志上的一项新研究首次深入研究了气候变化将如何影响最快的急流——高层大气中强大而狭窄的风，这些风引导着地球的大部分天气系统，并与恶劣天气的爆发有关。

芝加哥大学教授蒂芙尼·肖（Tiffany Shaw）和国家大气研究中心科学家宫胁修（Osamu Miyawaki）的研究表明，随着世界变暖，最快的高层急流风将变得越来越快 – 世界每变暖一摄氏度，大约2%。此外，最快的风速将比平均风速快 2.5 倍。

“根据这些结果和我们目前的理解，我们预计会有破纪录的风，”肖说，“它们很可能会减少飞行时间，增加晴空湍流，并可能增加恶劣天气的发生。

风、天气和变暖

在某种程度上，由于最近关于大西洋上空飞行速度破纪录的新闻报道，Shaw和Miyawaki开始调查，并意识到对最快的急流风将如何应对气候变化的探索很少。

为了填补这一空白，他们将气候变化模型与我们对急流物理学的了解相结合。

急流通常在高层大气中从西向东绕地球移动，距离我们约6英里（10公里）。我们知道，急流会强烈影响我们在地面上经历的天气，尤其是气温、风和天气模式以及风暴。它们还会影响严重风暴、龙卷风、冰雹和强风的发生。

急流的形成是由于两极寒冷、浓密的空气与热带地区温暖、轻盈的空气之间的对比，以及地球的自转。（这是在1900年代由芝加哥大学先驱气象学家卡尔-古斯塔夫·罗斯比（Carl-Gustaf Rossby）和戴夫·富尔茨（Dave Fultz）首次证明的。

Shaw 和 Miyawaki 的分析发现，气候变化加剧了这种密度对比。随着热带地区的空气进一步变暖，它将容纳更多的水分。虽然两极的空气也会变暖，但较热的空气比冷空气可以容纳更多的水分，以至于整体密度差异只会急剧增加。

“这种增长是乘法的 – 每度约2% – 而不是线性的，”Shaw说。“因此，它不仅会随着时间的推移而上升，而且你开始的对比度越陡峭，你得到的增加就越大——导致快风变得更快。

他们用地球气候模型进行了测试，发现这个基本的物理解释非常可靠。“如果你去掉模型中的洋流，你仍然会看到这种行为。即使你移除所有土地，也是一样的，“肖说。“这种模拟和理解的结合使我们有理由告诉政策制定者认真对待这一点。

下游效应

尽管研究结果很可靠，但必须进行更多的研究，以准确预测这些更快的风将如何影响个别风暴和恶劣天气的发生。

虽然当前这一代全球气候模型很好地代表了急流，但不包括在较小尺度上发生的极端天气事件，这使得预测它们将如何变化变得更加困难。代表恶劣天气的新的、更详细的气候模型开始上线，应该有助于更全面地出现。“对于政策制定者和社区来说，能够规划未来非常重要，”她说。

肖说，虽然更快的跨大西洋航班可能看起来并不那么糟糕，但另一方面是飞机可能会经历更多的湍流。

科学家们表示，尽管在过去几十年中已经观察到创纪录的急流风速，但这种影响在统计学上尚不显着。“我们预计，如果人类继续走碳排放的道路，这个信号将在未来几十年内出现，”肖说。

“最后，重要的是要记住，我们在这里处于主导地位。”

该研究使用了芝加哥大学研究计算中心提供的资源。

引文：“在气候变化下，快速的高层急流风变得更快。Shaw 和 Miyawaki，《自然气候变化》，2023 年 11 月 30 日。