不是雷暴就是霾——MIT科学家发现气候变化对天气的新影响

麻省理工学院(MIT)最新研究发现，气候变化正在改变大气中的能量分布，可能会给北半球中纬度地区夏季的雷暴和空气停滞现象的出现提供额外动力。

报告称，全球气温上升，尤其是北极地区的气温上升，导致了大气能量的再分配：雷暴等局部、激烈的对流过程获得了更多“燃料”，与此同时，更大、更温和的温带气旋系统能量却在下降。

报告作者是麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)研究生格特勒(Charles Gertler)。据他所说，“温带气旋可以吹散城市污浊的空气，因此当夏季温带气旋减弱时”，最直观的后果是，“城市地区的空气质量可能会更差。”更严重的是，“还有可能出现破坏性更强的雷暴、空气停滞，甚至是更持久的热浪。”

在深入了解这个问题之前，先介绍一下相关的天气系统。

与发生在局部、猛烈的热带气旋(典型的就是台风)不同，温带气旋是发生从地球热带向两极运动的大型天气系统。温带气旋造成的封面扫过陆地，除了大风以外，还将造成温度和湿度的迅速变化——当然没有台风天气变化得那么剧烈。

在冬天的美国，温带气旋可以带来一场场东北风;到了夏天，温带气旋系统将造成从云雾到小阵雨到雷暴的一系列天气。

温带气旋依赖于大气的水平温度梯度——南北纬度平均温度的差异，从最简单的角度，这种温度梯度在近地面和天空的不同位置造成压强差，导致了一系列空气对流活动。因此，北极和赤道之间的梯度越大，温带气旋就可能越强。

在近几十年的全球变暖过程中，北极的升温速度快于其他地区，导致大气水平温度梯度的平缓化。格特勒因此发起研究，试图搞清楚这种气候不对称变化趋势是否以及如何影响了大气层中，温带气旋和其他夏季天气现象的 能量。

这里要提到一个项目——ERA-Interim Reanalysis。这是上世纪70年代开始的全球性天气数据整合项目，包括卫星和气象气球数据在内，全球各地的可用温湿度数据都将实时汇总进这个项目的数据库。根据这些数据结果，研究员可以制作多种多样、各时各地的精细数据图表。

研究小组调用了北纬20-80°之间地区、1979-2017年6、7、8月的夏季平均温度和湿度数据，根据MIT自己开发的一种算法，估算出了大气中可用的能量。研究合著者、EAPS副教授奥格尔曼称，该算法不仅可以计算出空气中能量的逐年变化过程，还可以细化至有多少能量可以用于对流运动——比如雷暴。

研究结果显示，自1979年以来，大型温带气旋的能量减少了6%，而局部对流天气获得的能量却增加了13%。这一结论和最近几年的观测数据相符，美洲、亚洲、欧洲都有研究人员提出，近几年的对流降雨，如雷暴，有所加强。

“这是首次有人将大气的平均变化与这些以日为尺度发生的变化紧密联系起来，”格特勒表示，“我们提出的是一个统一的框架，将气候变化与我们所看到的这种不断变化的天气联系起来。”