热浪、极端温度由喷气流型态推动-这是如何发生的-彭博报道
Liza Tetley
地球的北半球极地急流。
来源：NASA/Goddard太空飞行中心科学可视化工作室随着全球气候变暖，极端和持续的热浪变得越来越频繁。今年西北美洲、地中海和南亚地区出现异常炎热的天气条件，这些情况加剧了急流的变化。人们可能主要知道这些快速流动的空气带是飞往东方比返回相同路线更快的原因。但是，急流的位置、方向和速度决定了我们大部分的天气。科学家预计未来急流可能变得更加不稳定，对我们的天气系统有着重大影响。
1. 什么是急流？
急流是环绕地球的狭窄气流，速度超过每小时200英里（322公里）。有许多急流，但当人们使用这个术语时，他们通常指的是四个主要的急流：一个位于北极和南极各一个，以及两个亚热带急流，靠近赤道。这四个急流以西风为主，环绕地球在大约5英里（9公里）高的高度运行，这个区域被称为对流层顶部 - 位于地球大气层的最低层（对流层）和较凉、较高层（同温层）之间。
急流
快速移动的风带围绕地球采取波浪状、蜿蜒的路径
来源：美国国家海洋和大气管理局，NASA Merra-2
2. 为什么它们存在？
喷气流是由不同温度的气团 — 因此有不同压力 — 相遇时产生的。来自赤道的热空气具有更多能量，因此比来自极地地区的冷空气压力更高。当两个压力不同的气团相遇时，就会产生从高压到低压的气流，类似于高压空气从被戳破的气球或自行车轮胎中流出的情况。这就是在北半球中产生从南向北的气流的原因 — 在南半球则相反。地球自转产生的力将这种气流向东拉动，这就是为什么喷气流从西向东流动。
3. 喷气流如何影响天气？
它们作为不同气团之间的边界，有助于引导天气系统，如风暴和锋面。当喷气流扭曲时，不寻常的天气模式可能会出现。
- 当喷气流向北或向南大幅摆动，或者减速时，它们可以产生Ω形曲线。在一种被称为阻塞的现象中，曲线内部的高压区域可能会长时间被锁定在一个位置。在冬季，这意味着持续干燥和寒冷的天气。在夏季，这意味着干燥和炎热的条件，有时会导致所谓的高压热穹。在这两个季节中，Ω形曲线沿线地区将经历较低的压力，可能会持续潮湿和多风。
- 当喷气流较慢且较弱时，它们更容易被来自陆地和海洋的干扰气团偏离路径。当这种情况发生时，这些风河可以弯曲到分成两个分支。这些“双喷气流状态”可能会加剧阻塞，使天气长时间停滞的可能性更大。
4. 热浪与喷气流扭曲有何关联？
喷气流的蜿蜒、减速和分裂组合是2003年欧洲、2013年西伯利亚以及2022年和2023年北美、地中海和南亚的极端热浪的关键驱动因素。一项发表在2022年的研究发现双喷气事件几乎解释了西欧加速热浪趋势的全部部分，以及整个欧洲约30%的部分。
5. 扭曲现象是否变得更加普遍？
根据2022年的研究，双喷气事件的频率并没有太大变化。但这些事件变得持续时间更长，这项研究将其与北极地区陆地迅速变暖联系起来。研究表明，随着全球变暖加剧，北部极地锋面喷流可能正在减弱并变得波动起来。科学家们预计随着气候变化的持续，这种情况将继续发生，导致更加持久的天气模式。此外，虽然空气流动尚未超出其历史的南北边界，但一些科学家认为，在未来40年内，随着北极地区的空气和水变暖，可能会发生异常的纬度变化，将北部的极地喷流推向更靠近极点的位置。
6. 风险有哪些？
超出历史规范的变化可能导致喷气流更多地发生波动，带来更多的静止天气。这与陆地或海洋的过度加热相结合，可能意味着诸如高温、干旱和暴雨等事件可能持续更长时间，对依赖可预测天气条件的农业、水资源和基础设施规划构成挑战，给依赖于可预测天气条件的社区和经济带来后果。
7. 高空急流如何影响航空旅行？
人们认为高空急流至少导致了一起航空事故。1947年，一架从阿根廷飞往智利的飞机机组可能不知道他们已进入了一个方向相反的高空急流。据认为，恶劣的能见度加上逆风的力量使他们感到困惑。他们以为已经越过了山顶，开始下降，结果坠毁在阿根廷安第斯山脉的图潘加托山上。如今，飞行员经常利用高空急流来节省燃料，在可能的情况下加入气流，从西飞往东飞时可以更快到达目的地。这就是为什么从纽约飞往伦敦的航班比返程航班快。
8. 高空急流是什么时候被发现的？
在1920年代，日本气象学家大石和三郎利用气象气球追踪富士山附近的快速气流。后来，1933年成为首位独自环球飞行的美国飞行员怀利·波斯特也注意到了它们的存在。德国气象学家海因里希·赛尔科普在1939年的一篇研究论文中创造了“高空急流”这个术语。但直到第二次世界大战期间，飞行员们才一直注意到从西飞往东飞时在高空遇到强劲的顺风。