耶鲁大学领导的一项新研究表明,21世纪飓风和台风将扩展到中纬度地区,包括纽约、波士顿、北京和东京等主要城市。
该研究的作者在《自然地球科学》杂志上撰文称,由于人为温室气体排放导致地球变暖,热带气旋——飓风和台风——可能会在各自的半球向北和向南迁移。2020年的亚热带风暴阿尔法是观测到的第一个在葡萄牙登陆的热带气旋,今年在康涅狄格州登陆的飓风亨利可能是此类风暴的前兆。
“这代表着一种重要的、被低估的气候变化风险,”第一作者乔舒亚·斯图霍尔姆说,他是耶鲁大学文理学院地球与行星科学系的物理学家,也是今年早些时候发表的联合国政府间气候变化专门委员会第六次评估报告的特约作者。
斯图霍尔姆说:“这项研究预测,21世纪的热带气旋可能会在比过去300万年更大的纬度范围内发生。”
这项研究的共同作者是耶鲁大学海洋和大气科学教授阿列克谢·费多罗夫、谢尔肖夫海洋研究所的谢尔盖·古列夫、麻省理工学院的克里·伊曼纽尔和雷丁大学的凯文·霍奇斯。
尽管热带气旋的增加通常被认为是气候变化的先兆,但它们对地球平均温度的敏感程度仍不清楚。在20世纪80年代,该研究的合著者伊曼纽尔利用经典热力学的概念预测全球变暖将导致更强烈的风暴——这一预测已在观测记录中得到证实。
然而,热带气旋与气候关系的其他方面仍然缺乏基础的理论。例如,对于风暴的总数是否会随着气候变暖而增加或减少,以及为什么地球每年会经历大约90次这样的事件,科学家们没有达成一致意见。
“热带气旋未来的变化有很大的不确定性。”费多罗夫说,“然而,多条证据表明,即使热带气旋的总频率没有增加,我们可以在中纬度地区看到更多的热带气旋,这仍然是一个积极的争论。”再加上预计平均热带气旋强度的增加,这一发现意味着热带气旋在全球变暖气候中带来的风险更高。”
通常,热带气旋在低纬度地区形成,这些地区有热带海洋的温暖水域,并远离急流的剪切影响--由西向东的风带环绕地球。地球的自转导致雷暴集群聚集并旋转起来,形成涡流,成为热带气旋。飓风形成的其他机制也存在。
研究人员说,随着气候变暖,赤道和两极之间的温差将会减小。在夏季,这可能会导致急流减弱甚至分裂,为中纬度地区热带气旋的形成和加强打开了一扇窗口。
在这项研究中,斯图德霍尔姆、费多罗夫和他们的同事们分析了地球上遥远的过去对温暖气候的数值模拟、最近的卫星观测、各种天气和气候预测,以及控制大气对流和行星尺度风的基本物理学。例如,他们注意到,在始新世(5600万至3400万年前)和上新世(530万至260万年前)的温暖气候模拟中,热带气旋在高纬度地区形成并增强。
耶鲁大学博士后研究员斯图德霍尔姆说:“预测未来飓风的核心问题是,用于气候预测的模型没有足够的分辨率来模拟真实的热带气旋。”相反,通常会使用几种不同的间接方法。然而,这些方法似乎扭曲了热带气旋如何形成和发展的基本物理学。这些方法中有许多也提供了相互矛盾的预测。”
这项新研究的结论是通过对飓风物理的研究得出的,其规模太小,无法在当前的气候模型中体现出来,而通过对地球喷流和南北空气环流(被称为哈德利环流)的动力学进行了更好的模拟。
这项研究得到了美国宇航局、美国国家海洋和大气管理局等的部分资助。
(独家编译:科幻世界)
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