作者:Diego G. Miralles 来源:《自然—地球科学》 发布时间:2014-4-22 10:51:39
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科学家点破超级热浪谜团
干旱土壤与滞留空气恶性循环酿成两次气候灾难

 
2010年发生在俄罗斯莫斯科市东南部的超级热浪导致了巨大山火。
 
图片来源:DENIS SINYAKOV/Corbis
 
研究人员在4月21日出版的《自然—地球科学》杂志上报告说,分别于2003年和2010年“烤焦”欧洲和俄罗斯的“超级热浪”曾被土壤与大气之间的一个恶性反馈循环所激化。干燥的土地向接近地球表面的空气中注入了更多的热量,随着时间流逝而不断重复的这一过程产生了破纪录的热量,最终导致农作物枯萎、森林大火,以及酿成数万人死亡。
 
这篇论文的共同作者、比利时根特大学气候水文学家Diego Miralles指出,在最低水平面的大气中,如果不同时出现非常干燥的地面以及异常高压条件,这种长时间存在的极端热量是不会发生的。
 
寻找此类事件触发机制的气候科学家已经指出,高压大气模式以及干旱土壤和上升气温之间的一种反馈回路很可能是导致这一切的罪魁祸首。但Miralles及其研究小组通过分析一组更宽泛的数据,包括气象气球的温度读数和热浪发生之前及期间的土壤湿度卫星测量结果,进而阐明了这些因素之间的相互作用机制。
 
美国剑桥市麻省理工学院水文学家Dara Entekhabi认为,这一研究表明土壤干燥是加剧超级热浪的关键环节。他强调,这项工作“比之前的研究更为详尽地分析了这一现象”,显示了极端高温事件的结构和演化过程。
 
当高压系统在一个区域逗留并捕获附近地表的热量后,夏季热浪便宣告形成。其结果是晴朗的天空、少雨和折磨人的高温,直至该系统迁移,而这大概需要数日乃至数周的时间。
 
超级热浪始于类似的方式,但这里有一个关键的区别:它们都形成于土壤湿度较低的地区。在初始的热量下,土壤会变得更为干燥,进而向上层的空气中泵入更多的热量。这些被加热的表层空气随后升入大气边界层,即对流层的最低水平面,从而使其高度加倍至超过4000米,并形成了一条厚厚的“热毯”。这一循环在每天早晨会重新开始。
 
Miralles指出:“热量并不会在夜晚消散,所以你会在前一天停止的地方重新开始。”
 
科罗拉多州博尔德市美国国家大气研究中心气候学家Kevin Trenberth认为,这项工作可以强化气候建模专家描述土壤水分和植被与大气相互作用方式的努力。
 
然而这项研究并没有告诉人们一个完整的故事。这是因为它主要聚焦于局部现象——相关分析并不能全部解释在欧洲和俄罗斯事件中,为什么一个高压穹顶能够在一个地方停留如此长的时间。并且也没有解决气候变化是否会让此类超级热浪变得更为频繁、更加猛烈。
 
而其他相关研究则表明,未来几年,如此规模的致命热浪的发生概率很可能将提高5至10倍。
 
“如果我们期待未来有更加干燥的夏季,”Miralles说,“我们就容易受到更多超级热浪的袭击。”
 
2003年欧洲热浪在欧洲是一个最热的夏天气温记录。热浪危害多个欧洲国家的居民健康,并结合干旱造成作物短缺,令南欧数万人丧生。2010年俄罗斯遭受创纪录热浪,饱受野火和干旱蹂躏,造成大量人员伤亡,并至少导致150亿美元经济损失。(来源:中国科学报 赵熙熙)
 
 
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