急流和气候变化与有记录以来最热的夏季有什么关系——还记得所有那些热穹吗?

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2024 年夏季正式成为北半球夏季 有记录以来最热. 。在美国,几乎每天都有猛烈的热浪袭击某个地方。

凤凰到达 100度100天以上 直的。这 2024年奥运会开幕 在欧洲长期热浪之中,其中包括三个 全球有记录以来最热的日子, ,7 月 21 日至 23 日。八月是 地球最热的月份 创下了美国国家海洋和大气管理局 175 年的记录。

总体而言,全球平均气温为 2.74 华氏度(1.52 摄氏度) 高于20世纪的平均水平。

这看起来似乎很小,但与人类引起的气候变化相关的气温升高并不小,甚至在地球上的任何地方都会升高。相反,它们导致 更频繁 以及严重的热浪事件,正如世界在 2024 年所看到的那样。

最严重和持续的热浪通常与称为热穹的大气模式有关。作为 大气科学家, ,我研究天气模式和气候变化。以下是热穹、急流和气候变化如何影响夏季热浪和 2024 年创纪录的炎热夏季。

急流与热穹有什么关系

如果你听了 天气预报 期间 2024年夏天, ,您可能经常听说过“热穹”这个词。

热穹顶是一种持久的 高压系统 在大面积上。空气下沉形成高压系统。随着空气下沉,气温升高,相对湿度降低,天气晴朗。高压还充当盖子,防止表面的热空气上升和消散。由此产生的热穹可以持续数天甚至数周。

热穹持续的时间越长,积聚的热量就越多,为地面上的人们创造闷热的环境。

A 3D image of the US showing a heat dome above it.
大气中层的高压充当圆顶或盖子,使热量在地球表面积聚。 美国国家海洋和大气管理局

这些热穹停留的时间与急流有很大关系。

喷射流是 狭窄的强风带 在高层大气中,海拔约 30,000 英尺。由于地球自转,它从西向东移动。强风是由于中纬度地区温暖的热带空气与来自北方的寒冷极地空气相遇时温差巨大造成的。

喷射流并不沿着直线路径流动。相反,它以波浪状向北和南蜿蜒。这些巨大的曲流被称为 罗斯比波, ,并且它们对天气有重大影响。

An illustration shows how ridges create high pressure to the south of them and troughs create low pressure to the north of them.
急流蜿蜒穿过中纬度地区时形成的山脊和波谷形成高 (H) 和低 (L) 压力系统。红色表示风速最快。 NASA/戈达德太空飞行中心科学可视化工作室

急流向北弯曲的地方, 形成山脊, ,它在波浪以南创建了一个高压系统。在急流向南倾斜形成槽的地方,它在急流以北形成了一个低压系统。低压系统的中心有上升空气,空气冷却后往往会产生降水和风暴。

我们的大部分天气都是由急流的位置和特征调节的。

气候变化如何影响急流

急流或任何风都是表面温度差异的结果。

简单来说,暖空气上升,形成低压,冷空气下沉,形成高压。风是 空气从高压流向低压的运动. 。温差越大,风就越强。

对于整个地球来说,赤道附近的暖空气上升,两极附近的冷空气下沉。赤道和极地之间的温差决定了每个半球急流的强度。

然而,这种温差一直在变化,特别是在北半球。北极地区一直在变暖 快三倍 高于全球平均水平。这种现象被称为北极放大,很大程度上是由 北极海冰融化, ,这使得暴露的暗水能够吸收更多的太阳辐射并更快地升温。

由于北极比热带变暖得更快,因此两个地区之间的温差缩小了。这会减慢喷射流的速度。

随着急流减慢,它往往会更加蜿蜒,从而引起更大的波浪。更大的波浪会产生更大的高压系统。这些 经常会被封锁 受两侧深层低压系统的影响,导致高压系统长时间停留在大面积区域。

停滞的极地急流会同时困住北美、欧洲和亚洲部分地区的热量。这个例子发生在2023年7月。 英国气象局

通常,急流中的波浪会在大约三到五天内穿过美国大陆。然而,当发生堵塞时,高压系统 可能会停滞数天至数周. 。这使得热量在下面积聚,导致酷热的热浪。

由于急流绕地球一周,滞波可能在多个地方出现,导致全球中纬度地区同时出现热浪。这发生在 2024 年, 持久的热浪 欧洲、北美、中亚和中国。

急流行为也会影响冬季

急流也有同样的蜿蜒行为 在极端的冬季天气中发挥作用. 。这包括极地涡旋的寒冷极地空气向南入侵以及严重冬季风暴的条件。

其中许多大气变化是由人为造成的全球变暖引起的,对世界各地人民的健康、财产和生态系统产生重大影响。

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