環境與生態

北極暖化 全球振盪

過去四年,由於噴射氣流的起伏加劇,引發北半球各地夏季與冬季的異常天氣。但脫序的噴射氣流並非特例,可能成為新的氣候狀態。

撰文/馬斯特斯(Jeff Masters)
翻譯/張雨青

環境與生態

北極暖化 全球振盪

過去四年,由於噴射氣流的起伏加劇,引發北半球各地夏季與冬季的異常天氣。但脫序的噴射氣流並非特例,可能成為新的氣候狀態。

撰文/馬斯特斯(Jeff Masters)
翻譯/張雨青

重點提要
■過去四年,噴射氣流呈現劇烈起伏,嚴峻的天氣隨之到來。
■噴射氣流若長期處於極端形態,異常天氣的時間就會增加。
■有些科學家認為,北極海冰消融是噴射氣流走樣的主因,但其他專家不以為然。
■無論如何,噴射氣流越是極端,各地的旱災、洪水、熱浪與寒流將更加嚴重。

2013年11月到2014年1月,北美洲與歐洲上空的「噴射氣流」(jet stream)呈現劇烈起伏且固定的形態。這股在高空向東流竄全球的風,比往常更往南沉,並越過美國東部,使盤旋北極上空的知名寒流「極地渦旋」(polar vortex)得以長驅南進,令美東2/3的州深陷冰雪,五大湖的結冰範圍達史上第二,還有兩場凶猛的暴風雪癱瘓了亞特蘭大市好幾天。

在此同時,加州上空則有頑強的高壓脊(ridge)壓境,帶來史上最暖的冬天。暖洋洋的冬天乍聽不賴,但隨後而來的是從1800年代晚期以來最嚴重的乾旱,造成數十億美元的農業損失。

噴射氣流的大轉彎也重創了歐洲,猛烈風暴接二連三,災害損失達數十億美元。英格蘭與威爾斯經歷從1766年以來最多雨的冬天,可是歐洲其他地區大多異常暖和:挪威於2014年1月遭前所未見的野火肆虐;俄羅斯舉行冬季奧運時,主辦城市索契(Sochi)卻為了滑雪場的雪量不足而發愁。2014年5月,暴雨狂襲波士尼亞,全國近1/3地區淹水。

噴射氣流通常在中緯度地區上空高速流動,如同電視上天氣預報圖所呈現,大抵由北略往南彎,然後又往北折返、起伏平緩,看起來有幾分像示波器螢幕上的正弦波。這樣的起伏稱為行星波(planetary wave)或羅士比波(Rossby wave),一般會經過美國上空,為期3~5天,美國地區每天所感受的天氣變化大多受此影響。

然而上個冬季(2013年末到2014年初),羅士比波的起伏加劇,有如心律不整的心電圖。如此一來,風經過上空的時間也比以往增加,有時甚至原地滯留數個星期,使異常天氣持續相當長的時間。2014年5月,美國猶他州立大學的王世宇(Shih-Yu Wang)與研究團隊發現,那段時期北美洲上空的噴射氣流為史上最劇烈起伏的形態。

這次噴射氣流的脫序是特例嗎?顯然不是,因為這種劇烈起伏的極端形態似乎越來越常見。2010年,俄羅斯遭逢史上最慘烈的熱浪,奪走5萬5000條人命;同時期的巴基斯坦暴雨傾盆,是該國歷來損失最慘重的天災。2011年夏天,美國俄克拉荷馬州經歷了其他州從未有過的酷暑。2012年,美國的旱象為1930年代以來之最。

根據德國波茨坦氣候影響研究所(Potsdam Institute for Climate Impact Research)的皮托科夫(Vladimir Petoukhov)與研究團隊發表於2013年4月的論文,在這些特殊事件期間的噴射氣流起伏都有個共通點。該論文的其中兩位作者在部落格談論他們的研究,提到常態東行的羅士比波「漸漸停滯且振幅大增」,有時一連幾天甚至幾個月盤旋不去。不少科學家也指出,從2001~2012年,夏季噴射氣流的極端形態是之前22年夏天常態的兩倍。

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2015年第155期1月號】