专题
首页  >  专题  >  媒体视点  >  媒体达人  >  杨晗之

杨晗之

开博时间:2016-11-21 20:30:00

《科学画报》编辑

文章数

“后天”会发生吗

2014-01-24 16:59:12

“后天”会发生吗

/上海市公共气象服务中心

25794

日本东京降下拳头大小的冰雹,大型龙卷风席卷美国洛杉矶,澳大利亚被罕见的台风困扰,美国华盛顿浸泡在持续不断的雷雨之中。接着,海水淹没陆地,气温急速下降,暴风雪袭来,纽约瞬间变成了一座冰雪世界,自由女神也被冰封。上述情景并非真实发生的,它是美国科幻灾难片《后天》中描绘的全球变暖带来的可怕场景。由于格陵兰和北极的冰雪融化,大量淡水进入北大西洋,降低了其盐度,最终导致墨西哥湾暖流乃至全球海洋的热盐环流完全终止,赤道和低纬度地区因而停止向极地和高纬度地区输送热量,从而使得这些地方温度剧降,进入了一个新的冰期。

 

电影中气候剧变引发的末日景象,带给你感官震撼的同时,是否也会带给你这样的疑问:“后天”真的会发生吗?这只是出于科学幻想吗?当然,为了追求戏剧化效果,电影中有大量夸张和不合理的地方,但也并非完全捕风捉影。

 

“尤娜谜”现象

冰层越来越薄,导致狩猎季节变短,生活在北极地区的土著居民——因纽特人感受到了气候变暖对他们生活的影响。同样,北极熊也在为它们的食物发愁,通常以海豹为主食的北极熊在海冰融化、食物匮乏时,有时居然开始潜水捕鱼。北极这个人们印象里的冰雪世界,被科学家称为“全球气候变化响应和反馈最敏感的地区之一”。全球变暖导致北极地区的气温升高,并且北极气温的升高幅度要高于全球平均水平。

科学家发现,近几十年北极地区的陆地地面气温持续升高,某些地区最高升温达5℃;海冰覆盖减少,海冰范围每十年减少2.9%、厚度减少3%5%;而陆地淡水径流、雨量和融雪增加,海水盐度降低;海水增温,大西洋部分海域中层水温增高1℃。上述一系列变化被称作“尤娜谜”,在因纽特语中意为“明天”,有“不可预知”“不可控制”和“谜一样的明天”之意,这也正好预示着遥不可知的未来气候变化。

其实,海冰是从两个方面影响气候的。一方面是两者相互作用的反馈过程:极地海冰覆盖面积越小,地球表面对太阳辐射的反射就越少,吸收的热量越多,气候就会变得越暖,从而加快海冰消融;另一方面,海冰的减少使得太阳辐射直接进入海水的“通道”加宽,有利于海水吸收热量,加剧海洋和大气间的热量交换。所以说,海冰面积的变化对气候的影响十分重要。

气象学界通常认为,“尤娜谜”与北极大气环流有关,是气候变化的组成部分,它通过气候系统中大气、海洋、陆地、冰雪和生物各圈层发生相互作用,它的变化对北极的生态系统与人类社会产生很大的影响。当然,对于“尤娜谜”的成因,科学界有着各种不同的结论,不过,北极出现的气候变化和近些年全球极端天气的频发使得人们不得不去关注它。

 

新仙女木事件

“尤娜谜”尚不可知,那么,在地球漫长的历史中,是否真的出现过极短时间内温度剧降的事件呢?答案是肯定的。其中,对人类影响最大的就是新仙女木事件,即距今1.28万年前到1.15万年前的一段持续1300年左右的冰期,被称为新仙女木期。它的得名来自欧洲北部仙女木属的一种植物,该物种原本生活在寒带地区,但是,在新仙女木期,在低纬度地区都能发现该物种的花粉,从而表明当时气候寒冷,该物种大肆南侵。它之所以叫“新”仙女木,是因为在更早的低纬度地层中,也发现过仙女木,这说明,新仙女木事件不止发生一次。

新仙女木事件的独特之处,并不仅仅是平均气温降低——历史上,地球的平均气温曾经降得更低,而在于它发生于冰期结束,全球气温不断上升这样一个背景下。从1.8万年前的末次冰盛期,即第四纪冰期达到顶点开始,地球的气温就在不断上升,冰川在不断融化,但是在这个气温上升的过程中,却突然发生了新仙女木事件这样一个气温骤降的反复。

科学家认为,新仙女木期全球变冷的原因是温盐环流被破坏,对于温盐环流被破坏的成因并不确定。其中的一种观点认为,如同《后天》中所描述的那样,冰期结束时,全球气温升高,北美大陆的劳伦泰德冰架开始融化,大约1.2万年前,冰川开始加速融化,大量淡水进入北大西洋,导致全球海洋热盐环流终止,高纬度地区气温急剧下降,积聚了大量冰雪,洁白的冰雪对阳光反射率较高,造成地球吸收的太阳辐射减少,气温进一步降低,而更低的气温又导致冰雪覆盖的面积进一步扩张,如此反复,使得地球在短时间内变得极其寒冷。

虽然新仙女木事件发生时气温下降速度并没有《后天》中那么夸张,但确实是极快的。对冰芯最新的研究表明,当时北半球的平均气温可能在10年内下降了20℃左右。同它的开始一样,新仙女木期的结束同样极为迅速,大概是在几年内气温上升了7℃。等到新仙女木期结束时,人类便进入了文明时代。

 

北极涛动与极涡

现今,在全球变暖的大背景下,极端天气事件也呈增长趋势。近些年,冬季的雨雪冰冻灾害给大家留下了深刻的印象。《后天》只是对未来气候的一个遥远假设,并且带有很多主观臆想的内容,短时间内是不可能发生的。那么,到底是什么因素左右着冬季的冷暖呢?

20世纪初,气象学家就发现大气中有一些有趣的涡旋活动中心,其中存在像“跷跷板”一样此消彼长的气压振荡现象,这种振荡变化被称为“涛动”。“北极涛动”就是北半球中纬度和高纬度气压此消彼长的“跷跷板”现象。北极极地上空常年存在一个巨大的冷性涡旋,并被周围的高气压所包围着,在这种“南高北低”的情况下,冷空气都被限制在极地范围。

反之,当北极涛动由“南高北低”逐渐转为“南低北高”,高气压逐渐控制北极极地中心,之前一直限制在极地范围的冷空气就被排挤南下,向南伸展,导致寒流出现,给经过的地区带来寒潮天气。在正常年份,北极涛动的气压中心会维持在一个相对固定的范围内。如果偏离了,就会发生异常。

另外,冬季极涡的位置也会影响到某区域的冷暖状况。北半球冬季极区对流层中上层500百帕等压面上的绕极区气旋式涡旋,称为极涡。它就好比一个寒冷空气的涡旋,它的位置可以决定北半球冬季冷暖的分布情况。如果北极极涡中心的位置偏在东半球一边,这就使得冷空气降临东部地区的概率变大,欧亚地区容易遭受寒潮的袭击。而处在另一边的北美地区受到冷空气的影响就会小得多。

 

盘点近些年的“冷”事件

百年罕见寒流暴雪横扫欧亚

201212月,欧洲中部和东部出现罕见寒流暴雪天气,部分地区出现百年来最低温度,导致交通中断、大量航班延误。此次暴雪天气共造成东欧逾650人死亡,其中,乌克兰和俄罗斯两国死亡总数超过300人,波兰死亡107人。

 

强暴风雪袭击美国

20112月初,50年来规模最大的一场暴风雪自西向东侵袭美国,铺天盖地将半个美国化为白色,机场关闭,交通大瘫痪,并且造成至少12人丧生,受影响人口达到1亿人。201110月末,美国东北部再次遭受同期罕见暴雪,造成至少22人死亡,超过400万户家庭断电。

 

持续罕见寒流暴雪冻结北半球

2009年底到2010年初,一场罕见的寒流暴雪天气使得北半球的中国、韩国、日本、美国、俄罗斯、德国、英国等地出现了极端性寒流,600多人因寒冷死亡。韩国首尔的积雪深度刷新了1937年以来的历史纪录,墨西哥最低气温打破了124年来历史纪录。20102月上旬,持续强劲的冷空气侵袭了美国东海岸地区,华盛顿、巴尔的摩和费城的积雪厚度创历史纪录,华盛顿地区创110年来历史纪录。20102月下旬,美国新罕布什尔州的暴风雪最大风速接近强台风级别(40.6/秒),致使多地供电中断,生产生活遇到“严寒”。

 

我国南方低温雨雪冰冻灾害

2008110日—22日,我国南方地区接连出现4次严重的低温雨雪天气过程,致使我国南方近20个省(自治区、直辖市)遭受历史罕见的冰冻灾害。灾害的突然出现,使得交通运输、能源供应、电力传输、农业及人民群众生活等方面一时间受到极为严重的影响。此次灾难最终导致1亿多人受灾,直接经济损失达540多亿元。

 


上一篇:我们为何可以看穿人心
下一篇:麻省理工为啥这么牛
©2011-2017 版权所有:中国数字科技馆
未经书面许可任何人不得复制或镜像
京ICP备11000850号 京公网安备110105007388号
信息网络传播视听节目许可证0111611号
国家科技基础条件平台