研究人员发现了一种极端热浪模式 超出当前所有气候模型

虽然全球气温持续上升对某些人来说可能不是什么爆炸性新闻，但一个令人震惊的现象正在出现：某些地区正在反复出现热浪，其极端程度超出了任何现有全球变暖模型的预测和解释。

最近的一项研究首次提供了此类地区的全球地图，这些地区出现在除南极洲以外的各大洲。 近年来，这些热浪已造成数万人死亡，农作物和森林枯萎，并引发了毁灭性的野火。

观测到的热浪超过气候模型趋势的地区。 方框内红色最深的区域是最极端的；较浅的红色和橙色超过了模型，但没有那么多。 黄色与模型基本吻合，而绿色和蓝色则低于模型预测值。 图片来源：改编自 Kornhuber 等人，PNAS 2024

该研究指出："近期区域尺度的极端天气打破了之前的记录，其幅度之大、出乎意料，让人们对气候模型能在多大程度上充分估计全球平均气温变化与区域气候风险之间的关系产生了疑问。"

研究的主要作者、哥伦比亚气候学院拉蒙特-多尔蒂地球观测站的兼职科学家凯-科恩胡伯（Kai Kornhuber）说："这涉及到我们可能还不完全了解的物理相互作用所导致的极端趋势。这些区域成为临时温室"。 科恩胡伯还是奥地利国际应用系统分析研究所的高级研究学者。

这项研究最近发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上，研究人员对过去65年的热浪进行了调查，发现在一些地区，极端高温的速度大大快于较温和的温度。 这往往导致最高气温屡屡被突破，有时甚至达到惊人的程度。 例如，2021 年 6 月在美国太平洋西北部和加拿大西南部掀起的为期九天的热浪打破了一些地区的日最高气温记录，达到 30 摄氏度或 54 华氏度。 次日，该镇在一场野火中被烧为平地，主要原因是植被在酷热中变干。 在俄勒冈州和华盛顿州，数百人死于中暑和其他健康问题。

研究人员发现，北半球喷气流中的蜿蜒曲折会从南方吸入热空气，并在北美和欧亚大陆的广大地区引发大规模热浪。 这张图片来自 2020 年的一项研究。 图片来源：Kornhuber 等人，《自然-气候变化》，2020 年

这些极端热浪主要发生在过去五年左右，尽管有些热浪发生在 2000 年代初或之前。 受影响最严重的地区包括人口众多的中国中部、日本、韩国、阿拉伯半岛、澳大利亚东部以及非洲的一些零散地区。 其他地区包括加拿大西北地区及其北极高纬度岛屿、格陵兰岛北部、南美洲南端以及西伯利亚的零星地区。 德克萨斯州和新墨西哥州的一些地区也出现在地图上，不过它们并不是最极端的地区。

根据该报告，最强烈和最持续的信号来自欧洲西北部，那里的连续热浪导致 2022 年约 6 万人死亡，2023 年约 4.7 万人死亡。 这些热浪发生在德国、法国、英国、荷兰和其他国家。 近年来，这里一年中最热日子的升温速度是夏季平均温度的两倍。 该地区尤其容易受到影响，部分原因是与美国等地不同，这里很少有人安装空调，因为传统上几乎从不需要空调。 飓风持续不断；就在今年 9 月，奥地利、法国、匈牙利、斯洛文尼亚、挪威和瑞典都创下了新的最高气温记录。

研究人员将这种统计趋势称为"尾部增宽"--即在夏季平均气温简单上移的情况下，气温出现在远端上限或超出预期的异常现象。 然而，这种现象并非到处都在发生；研究显示，许多其他地区的最高气温实际上比模型预测的要低。 这些地区包括美国中北部和加拿大中南部的广大地区、南美洲内陆地区、西伯利亚大部分地区、非洲北部和澳大利亚北部。 这些地区的热量也在增加，但极端热量的增加速度与平均值的变化速度相似或更低。

在许多情况下，总体气温的攀升使热浪更有可能出现，但极端高温爆发的原因并不完全清楚。 在欧洲和俄罗斯，科恩胡伯领导的一项早期研究将热浪和干旱归咎于喷气流的摆动。 喷射气流受历史上最北端寒冷气温和更南端温暖气温的影响，通常局限于一个狭窄的地带。 但是，北极地区的平均变暖速度远远快于地球上的其他大部分地区，这似乎正在破坏喷射流的稳定，导致喷射流产生所谓的罗斯比波，这种波从南方吸入热空气，并将其停放在通常几天或几周内都不会出现极端高温的温带地区。

这只是一种假设，似乎无法解释所有极端现象。 由拉蒙特-多尔蒂大学研究生塞缪尔-巴图塞克（Samuel Bartusek）（也是最新论文的共同作者）领导的一项关于2021年太平洋西北部/加拿大西南部致命热浪的研究发现了一系列因素。 其中一些似乎与长期气候变化有关，另一些则与偶然因素有关。 研究发现，喷射流的中断与罗斯比波相似，而罗斯比波被认为会影响欧洲和俄罗斯。 研究还发现，数十年来气温缓慢上升，导致地区植被干枯，因此当炎热天气来临时，植物可蒸发到空气中的水分储备减少，而蒸发过程有助于缓和热量。 第三个因素是：一系列较小范围的大气波浪从太平洋表面聚集热量，并向东输送到陆地上。 与欧洲一样，该地区很少有人安装空调，因为一般不需要，这可能增加了死亡人数。

巴图塞克说，这次热浪"如此极端，很容易让人贴上'黑天鹅'事件的标签，即无法预测的事件，但在完全不可预测、可信和完全可预期之间存在着一个界限，很难将其归类。 我认为这更像是一只灰天鹅。"

虽然富裕的美国比许多其他地方准备得更充分，但过热天气造成的死亡人数仍然超过了包括飓风、龙卷风和洪水在内的所有其他天气原因造成的死亡人数总和。 根据今年八月发布的研究，自1999年以来，每年的死亡率增加了一倍多，2023年将有2325人死于高温。 这导致最近有人呼吁将热浪命名，类似于飓风，以提高公众意识，促使政府做好准备。

科恩胡伯说："由于其前所未有的性质，这些热浪通常会对健康造成非常严重的影响，并对农业、植被和基础设施造成灾难性的破坏。我们并不具备应对这些热浪的能力，而且我们可能无法快速适应。"

编译自/ScitechDaily