由于其对喷射流的影响,持续燃烧化石燃料可能比2018年更加极端夏天。然而,如果像中国这样的国家逐步淘汰这些燃料,污染产生的气溶胶的迅速消失可能会减轻这种影响,气候科学家使用气候模型来预测所谓的Quasi发生变化的国际团队-Resonant Amplification(QRA)事件与持续的极端天气相关。
喷射流的这些极端路径导致洪水,干旱和野火。2018年,夏季天气包括的洪水,北美,欧洲和亚洲的热浪,希腊的野火甚至北极的部分地区。加利福尼亚州的炎热和干旱导致了有史以来最严重的野火季节。
急流和极端天气事件
QRA事件产生极端的夏季天气,当急流呈现宽阔的南北蜿蜒并变得静止,峰和谷锁定就位。
“随着时间的推移,大多数静止射流干扰将逐渐消失,”地球系统科学中心着名大气科学教授兼主任迈克尔曼说。“然而,在某些情况下,波浪干扰实际上受到大气波导的约束,类似于同轴电缆引导电视信号的方式。然后干扰不能轻易消散,并且在北方和南方的喷流中可能保持非常大的振幅摆动它绕着地球到位。“
波茨坦气候影响研究所(PIK)的Stefan Rahmstorf表示,“如果同一天气在一个地区持续数周,那么晴天就会变成严重的热浪和干旱,持续的降雨会导致洪水泛滥。”德国。
Mann表示,2018年夏季,气候变化对极端天气的影响不再微妙。
“它在我们的电视屏幕和报纸头条中实时播放,形成了前所未有的半球范围的极端洪水,干旱,热浪和野火,”Mann补充道。
准共振放大的作用
Mann指出,QRA现象在产生前所未有的天气事件的半球阵列中发挥了重要作用。
Mann及其同事之前的工作表明,极端气候事件与气流引起的急流变化之间存在联系。虽然研究人员无法准确识别气候模型中的QRA事件,但气候模型能够很好地捕获的一个因素是温度变化。
“根据低层大气温度的纬度变化,QRA事件已被证明具有明确的特征,”Mann解释说。“温度随纬度的变化以及它对温室气体浓度增加的反应取决于物理学,这些物理学很好理解并且很好地代表了气候模型。”
研究人员发现放大的北极变暖模式 - 北极放大 - 减缓了射流的速度也增加了QRA事件的发生频率。
研究合着者Dim Coumou在PIK和VU阿姆斯特丹表示,我们对气候模型的信任还不足以预测这些类型的极端天气事件,因为这些模型太粗糙了。
“然而,这些模型忠实地产生了大规模的温度变化模式,”PIK的共同作者Kai Kornhuber补充说。
研究人员今天(10月31日)在“科学进展”报道称,与人类引起的气候变化相关的放大的北极变暖(称为北极放大)既减缓了急流,也增加了QRA事件的发生频率。
他们发现气候模型用于预测极端天气行为的未来变化 - 因为它们无法捕捉QRA现象 - 可能低估了未来气候变化如何导致更持久的夏季极端天气,如2018年夏季如果继续向大气中添加二氧化碳,QRA和相关极端天气事件的发生率将继续以过去几十年相同的速度增加。
气溶胶对调节温度的影响
然而,在研究地球气候的未来时,温室气体并不是唯一的考虑因素。虽然美国和欧洲已经转向“清洁”的燃煤方法,这种方法可以消除产生气溶胶的污染物排放,但世界上许多其他地区却没有。气溶胶是悬浮在空气中的颗粒。
如果这些国家,到了中世纪,转向更清洁的燃煤技术,那么世界中纬度地区将变暖,北极扩大将减少。这将发生,因为气溶胶,特别是在中纬度地区,有充足的太阳,通过反射热量远离地球冷却地球。如果没有这些气溶胶,那么地球的这个区域就会变暖,随着北极和中纬度地区变暖的差异减小,QRA会进一步增加。
然而,到本世纪中叶,一旦气溶胶不再生产,温室气候变暖再次主导气候。减少化石燃料的燃烧可以防止持续的夏季极端天气持续增加,尽管目前2018年夏季的发生率可能会持续下去。“当涉及危险和破坏性的夏季极端天气时,未来仍然掌握在我们手中。”曼说。“这只是我们从化石燃料快速转变为可再生能源的意志力问题。”
此项目的工作还包括宾夕法尼亚州立大学程序员分析师Sonya K. Miller。Byron A. Steinman,明尼苏达大学地球与环境科学助理教授和大湖观测台:德卢斯;和Kotshuber和Stefan Petri,地球系统分析,波茨坦气候影响研究所。
德国联邦教育和研究部为该项目提供了部分资金。
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