2019-02-19 08:06:01
气候变化使夏季天气风暴更加停滞

麻省理工学院的一项新研究发现,气候变化正在改变大气中的能量,从而加剧夏季天气,这可能导致北半球中纬度地区(包括北美洲,欧洲和亚洲)更强的雷暴和更多的停滞状况。

科学家们报告说,全球气温上升,尤其是北极地区,正在重新分配大气中的能量:更多的能量可用于为雷暴和其他局部对流过程提供燃料,而更少的能量用于夏季温带气旋 - 更大,更温和的天气系统流过数千公里。这些系统通常与产生雨水的风和前锋相关联。

研究作者,麻省理工学院研究生Charles Gertler说:“温带气旋会使空气和空气污染通风,因此夏季温带气旋较弱,你会看到城市地区空气质量日较差的可能性。”地球,大气和行星科学(EAPS)。 “超越城市的空气质量,你可能会有更具破坏性的雷暴和更多停滞不前的日子,可能会持续更长时间的热浪。”

Gertler和他的合着者,EAPS的副教授Paul O'Gorman正在将其成果发表在美国国家科学院院刊上。

缩小的渐变

与飓风等更为猛烈的热带气旋相比,温带气旋是大型天气系统,发生在地球热带地区的极地。这些风暴系统沿着横扫美国大片区域的前沿产生温度和湿度的快速变化。在冬天,温带气旋可以掀起Nor'easter;在夏天,它们可以带来从一般的阴霾和阵雨到强烈的阵风和雷暴的一切。

温带气旋以大气的水平温度梯度为基础 - 北纬和南纬之间的平均温度差异。这种温度梯度和大气中的水分在大气中产生一定量的能量,可以加剧天气事件。北极和赤道之间的梯度越大,温带气旋就越强烈。

近几十年来,北极地球的温度比地球其他部分更快,实际上是缩小了大气层的水平温度梯度。 Gertler和O'Gorman想知道这种变暖趋势是否以及如何影响大气中可用于温带气旋和其他夏季天气现象的能量。

他们首先研究了记录气候观测的全球再分析,称为ERA-Interim Reanalysis,该项目自20世纪70年代以来一直在收集全球温度和湿度的卫星和气象气球测量数据。根据这些测量结果,该项目可以在大气层的各个高度产生一个细粒度的全球估算温度和湿度网格。

根据这一估算网格,该团队专注于北半球以及纬度在20到80度之间的地区。从1979年到2017年,它们在6月,7月和8月之间的这些地区采取了平均夏季温度和湿度。然后他们将每年夏季平均温度和湿度喂入麻省理工学院开发的算法,估算数量在相应的温度和湿度条件下,在大气中可获得的能量。

“我们可以看到这些能量多年来如何上升和下降,我们还可以分离出多少可用于对流的能量,例如雷暴,就像温带气旋这样的大规模环流,”奥戈曼说。

现在看到变化

自1979年以来,他们发现可用于大型温带气旋的能量减少了6%,而能够驱动更小,更多地方雷暴的能量却增加了13%。

他们的结果反映了北半球最近的一些证据,表明与温带气旋相关的夏季风随着全球变暖而减少。来自欧洲和亚洲的观测结果也显示出对流降雨的加强,例如来自雷暴的降雨。

“研究人员发现这些可能与气候变化有关的风和降雨趋势,”Gertler说。 “但这是第一次有人将大气层的平均变化与这些次级时间尺度事件紧密联系起来。因此,我们提出了一个统一的框架,将气候变化与我们所看到的这种不断变化的天气联系起来。”

研究人员的结果估计了全球变暖对北半球大气夏季能量的平均影响。展望未来,他们希望能够进一步解决这个问题,看看气候变化如何影响世界上更具体地区的天气。

“我们想知道大气中可用能量的发生情况,并将趋势放在地图上,看看它是否在北美上升,而不是亚洲和海洋地区,”奥戈曼说。 “这需要进一步研究。”

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