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气候学家警告说,人为造成的气候变暖将导致更多缓慢移动的飓风

气候学家警告说,人为造成的气候变暖将导致更多缓慢移动的飓风

缓慢移动的飓风比快速移动的风暴造成的损失更大,因为风暴停留的时间越长,它就有更多的时间冲击一个有风暴的地区,并带来大量降雨,从而导致洪水泛滥。多里安(2019)、弗洛伦斯(2018)和哈维(2017)等风暴造成的巨大破坏,促使普林斯顿大学的张干(音译)思考全球气候变化是否会让这些缓慢移动的风暴变得更常见。

张是大气和海洋科学的博士后研究员,他决定通过大量的气候模拟来解决这个问题。他与来自普林斯顿大学Forrestal校区地球物理流体动力学实验室和日本筑波气象研究所的一个国际研究团队合作。这项研究的结果发表在4月22日的《科学进展》杂志上。

张和他的同事为全球气候选择了六种可能的变暖模式,然后对这六种模式中的每一种运行15种不同的可能初始条件,得出了90种可能的未来。90年所有模拟,他们告诉电脑认为全球二氧化碳浓度已经翻了两番,地球的平均温度已经上升了大约4度Celsius-a水平的变暖,专家预测可以达到在世纪之交的时候,如果不采取行动限制化石燃料的使用。

“我们的模拟表明,未来的人为变暖可能导致飓风运动显著放缓,特别是在一些人口稠密的中纬度地区,”张说。他的团队发现,在日本和纽约附近的纬度地区,风暴的前进速度将会减慢约2英里每小时——大约是目前典型速度的10%到20%。

他说:“这是我们所知道的第一个结合物理解释和强有力的模型证据的研究,它表明未来的人为变暖可能导致飓风运动显著减缓。”

“哈维飓风的发生以来,已经有一个巨大的兴趣,人为的气候变化已经导致了减缓运动的飓风,“说Suzana Camargo,玛丽Tharp拉蒙特研究教授,哥伦比亚大学的拉蒙特-多尔蒂地球观测站,他并没有参与这项研究。在一篇新的论文中,张干和他的同事们在气候模型模拟中研究了热带气旋的减速现象。他们表示,在这个模型中,热带气旋的移动速度有明显的减缓,但这主要发生在中纬度地区,而不是热带地区。”

为什么风暴会减速?研究人员发现,4度的升温会导致西风——强大的洋流吹过中纬度——向两极推进。这种变化还伴随着中纬度较弱的天气扰动。这些变化可能会减缓亚洲人口密集地区(在那里这些风暴被称为台风或旋风,而不是飓风)和美国东海岸附近的风暴。

通常当人们谈论飓风的速度时,他们指的是暴风中心周围的风。这些风速决定了风暴的强度——例如,5级飓风的持续风速超过每小时157英里。相比之下,张和他的同事们研究的是“平动运动”,有时也被称为风暴的“前进速度”,即飓风沿其路径移动的速度。(这个术语来源于几何学,当一个图形从图形的一个部分滑到另一个部分时,它就被“翻译”了。)不管风暴的速度有多快,如果它的平移速度很低,就会被认为是“移动缓慢”。2019年9月1日至3日袭击大巴哈马岛的飓风道林是5级飓风,阵风达到每小时220英里,但它的平移速度只有1.3英里每小时,使它成为有记录以来最慢的飓风之一。

风暴已经减速了吗?

一些研究人员认为,自1900年以来,热带风暴在美国陆地上的移动速度已经减慢。张和他的同事们用他们的气候模型来研究人类活动导致的气候变暖是否与观测到的气候变暖有关,但他们没有找到令人信服的联系,至少根据他们1950年以来的模拟结果来看是这样的。此外,他们还指出,最近的研究报告中所观察到的翻译速度变慢,可能主要是由自然变化引起的,而不是人为造成的气候变化。

张用节食的比喻来解释飓风观测的模糊性。

“如果我去健身房少吃点甜食,”他说,“我就能减肥了。”但如果我只是用一个浴室秤来称体重,我不会很快得到令人信服的数据,原因有很多,包括我的浴室秤不是最准确的,”他继续说道。“假设两周后,我看到了一些疲软的趋势,”他说。“我还是不知道这是由于锻炼、饮食还是随机因素。”

他说,类似地,在过去一个世纪中观测到的飓风或热带风暴的减速趋势可能是由于小规模的局部变化,也可能只是随机的。

张说:“在‘一切都是气候变化造成的’和‘一切都不是气候变化造成的’之间的争论中,我们在这里所做的是试图提出,也许并非一切都可以立即归因于气候变化,但反过来也不正确。”“我们确实提供了一些证据,表明未来气温升高4摄氏度时,平动速度可能会减慢。我们的发现得到了物理学的支持,正如我们的气候模型所捕捉到的,所以这是一个新的视角,比我们以前更有信心。”

“气候变化中的热带气旋运动”,由张干、村上春树、托马斯·克努森、瑞穗和吉田浩平合著,发表在4月22日的《科学进展》杂志上。这项研究得到了普林斯顿大学合作研究所的支持,该研究所通过可预测性和解释极端倡议对地球系统进行建模。

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