2021年6月15日星期二,得克萨斯州达拉斯,在甲板上工作的Adrian Ochoa正擦着脸。俄勒冈州波特兰的6月气温超过了达拉斯的最高纪录。摄影:NITASHIA JOHNSON, THE NEW YORK TIMES/REDUX
太平洋西北地区突破历史纪录的热浪表明,气候变化已经迫使我们不得不面对气温阈值。
撰文:MADELEINE STONE
6月下旬,席卷美国太平洋西北地区的热浪以一种令人震惊、难以理解的方式,改写了纪录。科学家不确定如何解释这样的气温,在气候学家的预料中,这里通常凉爽又湿润,而现实是这里遭遇了极端高温。
在华盛顿州西雅图,气温高达42.2度,比佛罗里达州潮湿的坦帕还要高5度。俄勒冈州波特兰的气温为46.7度,比得克萨斯州达拉斯的最高纪录高出1.7度。距离波特兰以北几百公里,不列颠哥伦比亚省利顿村创下了加拿大的最高气温纪录:与死亡谷不相上下的49.4度。第二天,这里被一场野火吞没,大部分被摧毁。
太平洋西北地区可能只是经历了天气与气候变化的双重打击。但最近,一些研究人员开始思考另一种可能性:也许气候变化已经开启了一种新进程,而人们知之甚少:从统计学角度,曾经看似不可能的热浪,变得更有可能发生。
我们需要做更多工作,才能确定这种解释是否正确,以及如果正确,深层机制是什么。但如果气候反馈超出大气变暖带来的后果,比如太平洋西北地区的热浪,那么将会对人类生活产生深远影响,因为极端高温是极端天气最致命的形式之一。
官方报告称,在不列颠哥伦比亚省,在热浪来袭前后,有近500人“突然和意外死亡”。7月16日,美国疾病控制中心报告称,从6月25日至30日,西北地区的医院接受了近3000名高温导致的病人。
这就是为什么提出这个想法的科学家在尽快寻找答案。
荷兰皇家气象研究所的极端天气和气候研究员Geert Jan van Oldenborgh也是其中之一。对于太平洋西北地区的热浪,“我们每个人都有点震惊,”他说:“我们原以为自己已经很了解热浪,而这次事件说明我们还不够了解。”
千年一遇的热浪
对于6月席卷太平洋西北地区的酷暑,最直接的解释是一种夏季天气模式“热穹顶”(heat dome)。在这种模式下,阳光让地球表面升温,导致热空气上升。最终,上升的空气遇到高气压,不得不返回地面。随着空气下沉,它会进一步压缩和升温。上升和下沉的过程不断重复,导致热穹顶内的空气变得越来越热。
在夏季的中纬度地区,热穹顶是“产生热浪的正常方式”,van Oldenborgh说。虽然对于太平洋西北地区而言,这个热穹顶异常强大,但并不极端。
热穹顶内的气温则是另一回事。
“我认为挺令人惊讶的,”劳伦斯伯克利国家实验室的极端天气研究员Michael Wehner在被问道对新气温纪录的看法时说:“我觉得,没人会相信这么热。”
众所周知,气候变化正在导致热浪更热、更频繁。但为了确定气候变暖对太平洋西北地区的热浪有多大影响,科学家需要进行一项严格的统计分析,即天气归因研究。
这正是Wehner、van Oldenborgh和20多位极端天气与气候研究员正在做的事情。他们利用已发表的、经同行评议的方案,把波特兰、西雅图和温哥华长期气象站的数据与约20个气候模型相结合,探索气候变化对热浪的发生可能性和强度有多大影响。
他们的分析结果于本月早些时候在网上发布,结果显示,如果没有气候变化,这种强度的热浪“几乎不可能发生”。这个结果并不令人惊讶。“现在这些热浪很常见,”van Oldenborgh说。
令人惊讶的是,这次热浪非常热,与该地区以前的热浪相比,整个研究区域的气温升高了约5度。即便考虑到全球变暖的因素,研究著者认为这种强度的热浪千年一遇。
“我们说,如果没有气候变化,这几乎不可能发生,”Wehner说:“但我想说,即使是气候变化,这也几乎是不可能的。”
坏运气,还是新常态?
这次热浪可能是天气效果和气候变化双重作用的结果,van Oldenbergh和同事正在探索一种可能性:大气变暖使这种事件更有可能发生,因为存在“非线性”进程,而当前的气候模型没有捕捉到。
发展过程什么样,这个问题还没有答案。有一种可能性是,集中于美国西南部的夏季干旱地区正在向北扩张,van Oldenbergh说。更多强烈的热浪被推到北方,因为在阳光的照射下,地面升温,蒸发后,土壤水分较少的地方降温幅度较小。
虽然太平洋西北地区的大部分地方现在非常干燥,可能对热浪产生了放大效应,但最极端的高温出现在6月雨量充沛的不列颠哥伦比亚省部分地区。我们“还不清楚”干旱的作用,van Oldenbergh说:“有很多细节不符合这个解释。”
气候变化也会影响急流,导致极端夏季热浪更有可能发生。最近一篇建模论文发现,随着全球升温,北美等地的热浪会变得更加持久,也许是因为更迟缓的急流减缓了天气系统。速度变慢的热浪炙烤着土壤和植被,加剧干旱的影响。
在科学界,与急流的关联仍然有争议,我们很难把大气环流的改变与任何一个事件联系起来,比如太平洋西北地区的热浪,哥伦比亚大学地球研究所的博士后研究员、最近建模研究的负责人Kai Kornhuber说。
“长远来看,减弱的(急流)环流会带来更持续的夏季热浪,”Kornhuber说:“因此,从这个意义上来说,这符合预期结果,但真的很难归咎于某个因素。”
在之后的几周和几个月里,天气归因研究的多位作者将探索不同的可能性。包括观察太平洋西北地区的热浪是否“只是因为运气不好”,van Oldenbergh说:“我们可以观察全世界所有(最严重的)热浪,做一个统计分布。”
无论最近的热浪是否意味着人类碳排放带来了新的热量放大效应,这次事件的严重程度都敲响了警钟,亚利桑那大学的古气候学家Jessica Tierney说。
“根据我们对地球系统变暖程度的了解,在这些严重事件中,地球实际上只是变暖了一点点,这太可怕了,”Tierney说:“如果情况已经如此糟糕,我们真的能放任气温比工业化前高3到4度吗?”
(译者:Sky4)