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导语
继史上最热的6月之后,世界气象组织数据显示,刚刚过去的7月,成为史上最热月份,打平或超过了此前最热的2016年7月。对中国而言,今夏的极端高温,既有全球变暖大背景的影响,也有厄尔尼诺和副热带高压的影响。大气与海洋系统如何受到这些因素的影响?本文将做详细的解读。
 
近年全球性的异常气候事件频发引发各界关注,以往久闻大名的全球变暖似乎第一次从科学家口中抽象的概念成为了人们能够切身感受到的现象。
 
据世界气象组织最新公布数据,刚刚过去的7月是有历史记录以来最热的月份,另外据美国国家海洋与大气管理局(NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration)公布,今年6月是全球平均温度有记录以来(约140年)最热的一个6月。自2010年以来的9个6月,分别排名历史温度纪录前九,当然这不是最可怕的,今年6月还是连续第43个6月以及连续第414个月份的全球平均温度高于历史平均值。
 
2019年6月全球出现的诸多气候异常事件如上图所示。可以看出(括号中的是相对当地的历史气温排名)在阿拉斯加(2)、夏威夷(1)、南美(1)、欧洲(1)、巴林(1)南非(1)、亚洲(8)等地区的6月历史温度排名均位前列;另外,我们还可以得知北极6月海冰面积历史第2低,南极6月海冰面积历史第1低等信息。
 
另外据世界气象组织(WMO,World Meteorological Organization)与CNN报道,北极地区自6月以来已经发生了超过100次的火灾。
 
以上信息看起来就很“火爆”,全球的热浪吹过每一个角落,即便南北极也不落下,但你以为这仅仅是6月的一个特例吗?劝大家还是不要太天真了,冷静的接受以下现实吧。
 
如图所示,今年5月是有历史记录以来第4热的5月;4月是有历史记录以来第2热的4月;3月是有历史记录以来第2热的3月;2月是有历史记录以来第5热的2月;1月是有历史记录以来第3热的1月;2018年全年是有历史记录以来第4热的年份。另外,过去的5年则是有记录以来最热的五年。
 
 
从以上可以看出,热不仅仅是6月、7月的特例,而是存在于全年的、全球的普遍事件。
 
那么,现在让我们回到最近极端高温背后的原因来,正如《三体》中大史史强所说,“邪乎到家必有鬼”。极端天气本应极难出现,但是为什么近年的极端高温天气会这么“反常”的经常现身呢?让我们一步步抽丝剥茧的来分析个中原委。
 
全球变暖应该为极端高温负多少责任?
 
近年来,无论发生任何类型天气方面的异常现象,大众媒体总能联想到“气候变化、全球变暖”几个词,但这几个词只涉及了表象,其背后的具体成因,却没有产生多少探讨与讨论。
 
以往,关于气候变化多大程度是人类造成的这件事一直有争议,随着科学家们的不断努力,这一争议正逐渐清晰起来。
 
今年7月24日《自然》发表的一篇论文*中得出:自公元元年以来,全球98%区域的最暖阶段集中在工业革命后最近的几十年中。
 
*参考文献:No evidence for globally coherent warm and cold periods over the preindustrial Common Era,《Nature》
 
文献链接:https://www.nature.com/articles/s41586-019-1401-2
 
 
追溯到不久的过去,2018年11月19日《自然-气候变化》在线发表的一篇综述性文章*中提出,如果不大幅度减少温室气体排放,到2100年,人类或将面临3至6种气候灾害并发的威胁。正如糖尿病本身并不致命,致命的往往都是因糖尿病引发的心脑血管疾病等多达100种的并发症。
 
*参考文献:Broad threat to humanity from cumulative climate hazards intensified by greenhouse gas emissions
 
文献链接:https://www.nature.com/articles/s41558-018-0315-6
 
在这篇论文中,为了更好地理解气候变化对人类构成的广泛威胁,论文作者及同事在系统地检查了3280篇论文后对10种气候灾害(如气候变暖、洪水、干旱、热浪和火灾)及人类系统的6个方面(如健康、食物和水)之间的相互作用进行了分类和预测。
 
图7:气候灾害对人类的影响
共分为6大类(最外圈的食物、水、健康、基础设施、经济、社会),以及每一大类中分为若干方面(中圈,如食物中的农业及污染,水中的水质及水源供应,健康中的疾病与空气质量,基础设施中的交通及电力,经济中的旅游业、经济损失与收入影响,社会中的冲突与移民等)
在最内圈的数字则代表了每一小方面出现的次数
(图片来源:Nature)
 
而在更早发布在2018年7月30日《自然》新闻特写上的一篇文章*中写到,通过对气象情况进行科学扎实的归因分析(Arrtibution Science)发现,在过去十几年中发生的约190起极端天气事件中,约三分之二的极端天气事件是因为人类活动引起的,而在极端天气事件中,有43%为极端高温,其次是干旱(18%)和暴雨或洪水(17%)。
 
*参考文献:Droughts, heatwaves and floods: How to tell when climate change is to blame
 
文献链接:https://www.nature.com/articles/d41586-018-05849-9
 
而文中更援引其他研究指出,如若没有气候变化,2016年的亚洲极端高温、同年全球的破纪录高温,以及2014-16年间阿拉斯加湾和白令海的海洋变暖甚至都不会发生。
 
所以,极端高温——全球变暖——人类活动构成了一个循环往复的链条,最近几十年中,由于人类活动造成了全球变暖(主因,但不是唯一原因),而全球变暖的结果之一则是极端高温等极端天气发生的频率大幅增加。
 
 
异常高温的另一成因:厄尔尼诺现象
 
我国极端高温的具体原因:除了全球变暖,厄尔尼诺事件也参与了异常高温的形成。
 
前面我们讲到了今年极端高温天气的一些气候背景及人类活动原因,具体事件具体分析,那么在今年有没有一些其他的原因导致了异常高温呢?
 
厄尔尼诺现象,特指热带中东太平洋地区海水大范围持续的异常偏暖现象。它通过复杂的海洋大气相互作用造成天气气候的异常变化,厄尔尼诺的出现会导致全球各地区出现暴雨、台风、洪涝、热浪、干旱等极端气候灾害;而拉尼娜事件导致大范围海水偏冷的相反现象。两者并称为ENSO。而18年到19年这一段时间内就发生了很长阶段的厄尔尼诺现象。
 
国家气候中心监测也表明,2018年9月便已进入厄尔尼诺状态,2019年1月达到厄尔尼诺事件标准,并将可能持续15个月,强度中等至偏强。图中红色数字表示厄尔尼诺发生的月份。
 
尽管根据热带中东太平洋地区的数据,偏暖情况已经有所减弱,但仍足够形成一次厄尔尼诺事件。据世界气象组织预测,在今年的6-8月仍旧有60-65%的概率持续发生厄尔尼诺事件。
 
厄尔尼诺事件对中国的潜在影响自去年下半年就已凸显,下半年南方地区多雨水,北方地区少降雪,厄尔尼诺便在其中起了一小部分作用(非主要原因)。而在今年的高温天气中,厄尔尼诺也扮演了很重要的角色。
 
厄尔尼诺过后,副热带高压来了
 
经常关注天气预报的观众应该经常听说副热带高压(副高)这个词,副高可以粗略理解为体积巨大的高压区域,它如同一张被子一样覆盖地表,随着时间变化而移动。一般在厄尔尼诺出现的次年,也就是今年,副高往往会偏强。即使厄尔尼诺正在减弱,但其造成的影响仍将持续。
 
副高控制的区域边缘为上升气流,在边缘区域,大气更容易上升,凝结成水滴,形成各种天气过程;而在副高控制区域也即副高内部,下沉气流明显,大气干燥,更容易晴空万里,太阳辐射更多的到达地面,造成炎热天气。也就是副高的边缘容易下雨,副高的中央则万里无云,易晴热天气。
 
 
了解了副高,基本就能读懂大部分的天气预报。无论是炎热天气的持续、雨带的南北变化还是台风的活动路径等,大多都与副高息息相关。副热带高压控制区域有晴朗干燥的特征,所以它也是一个影响气温的因素之一。
图15:副热带高压在地图上移动
(图片出处:tropical tibits.com)
 
如下图所示,我国南北方各地区伏天及雨季的形成正是副高南北移动的结果。6-7月南方地区位于副高边缘时就是梅雨季节,7-8月副高北移后,华北迎来雨季,而南方则被副高所控制,出现持续的晴热天气。而今年夏天南方出现的持续高温,北方出现的多雨背后就有强副高的作用。
 
 
所以,综上所述,近来国内炎热天气的出现是多种原因综合作用叠加的结果,其中:
 
全球变暖的大背景下,极端高温等极端天气气候现象更容易出现,当然背后人类因素占了很大一部分;
 
2018-19年一次中等强度厄尔尼诺现象的出现,对今年全球各地气候的影响;
 
受厄尔尼诺影响,对我国影响巨大的副热带高压增强,受其“牵连”的南北方雨季及伏天更甚以往。
 
作者:王江昊
审校:陈曦
编辑 : 李倩雨
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