气候变化提高了飓风强度和降雨率的上限,同时还抬升平均海平面和风暴潮高度。
研究人员如今预计,更多飓风将发展为强风暴。
但气候变化可能如何影响生成的飓风总数,目前尚不明确。
除非迅速、大幅削减温室气体排放,否则人类活动将继续增加出现更严重风暴的可能性。
飓风伊恩袭击佛罗里达州时,是美国有记录以来威力最强的飓风之一,而在此之前,世界各地接连两周出现大规模的毁灭性风暴。
几天前,在菲律宾,台风诺卢展现了“快速增强”的全新含义:它前一天还是风速为50英里/小时的热带风暴,次日便骤然增强为风速达155英里/小时的5级超强风暴。飓风菲奥娜淹没了波多黎各,随后成为加拿大有记录以来强度最大的风暴。台风梅尔伯克在温暖的太平洋上增强,席卷了阿拉斯加海岸线逾1,000英里。
强风暴袭击的范围从西太平洋的菲律宾,一直到加那利群岛所在的东大西洋,还包括中纬度地区的日本和佛罗里达,以及高纬度地区的阿拉斯加西部和加拿大滨海省份。
许多人都在询问,全球气温上升对这类风暴有何影响。答案并不总是那么简单。
可以确定的是,气候变化提高了飓风强度和降雨率的上限,也抬升了平均海平面,因此加剧了风暴潮。目前,气候变化对飓风总数的影响尚不确定,其他一些方面也是如此。但随着飓风发生,我们预计其中更多会成为强风暴。飓风伊恩和其他近期风暴,包括2020年大西洋飓风季,展现了这种情形可能是什么样子。
我们的 研究多年来一直聚焦于飓风、气候变化和水循环。以下是科学家迄今掌握的情况。
降雨:温度的影响显而易见
海洋和大气的温度都对飓风的形成至关重要。
海洋表面蒸发的水在风暴中凝结成雨时会释放热量,飓风正是由此获得能量。
海洋越暖,蒸发越多,也就有更多水分进入大气。大气越暖,能够容纳的水汽越多,从而带来更多降雨。降雨越多,释放的热量就越多;释放的热量越多,风力就越强。
这些是气候系统的基本物理特性,而其简单明了使科学家对地球变暖时风暴状况的预期有了充分信心。一般而言,蒸发量增大、降雨率升高的可能性适用于陆地或海洋上的所有类型风暴。
对这些风暴的基本物理认识,已通过当前和未来气候条件下的计算机模拟以及近期 事件得到证实,因此我们有充分信心认为,飓风降雨率每升温一度至少增加7%。
风暴强度与快速增强
科学家也高度确信,在气候变暖的情况下,风速将会增大,增强为强劲4级或5级风暴的比例也将上升。与降雨率的变化类似,强度上升的判断基于极端降雨事件的物理规律。
风速与破坏程度呈指数关系,因此强度更大的风暴可能对生命和经济造成更大影响。4级风暴的破坏潜力约为1级风暴的256倍;前者风速为150英里/小时,如登陆时的伊恩,后者风速为75英里/小时。
变暖是否会使风暴增强得更快,是当前的研究重点;一些模型提供的证据表明,这种情况很可能发生。研究面临的挑战之一是,全球可靠的历史数据有限,难以检测长期趋势。大西洋飓风观测记录可追溯至19世纪,但由于卫星覆盖,全球范围内的观测数据直到20世纪80年代起才被认为可靠。
尽管如此,已有一些证据表明,快速增强现象的增多在大西洋地区可以辨别出来。
2022年9月下半月,诺卢和伊恩都出现了快速增强。以伊恩为例,成功的预报在风暴仍处于热带低压阶段时,就提前数天发布。这些预报体现了过去几年强度预报取得的重大进展,尽管各方面的改善并不均衡。
有迹象表明,风暴达到最大强度的位置平均而言正向两极方向移动。这将对风暴主要影响区域的位置产生重要影响。不过,这一趋势未来是否会延续,仍不明确。
风暴潮:两个重要影响因素
风暴潮是风暴导致沿海水位上升的现象,受多种因素影响,包括风暴移动速度、规模、风向以及沿海海底地形。气候变化可能至少通过两个重要方面产生影响。
风暴越强,出现更高风暴潮的可能性就越大;气温上升正导致海平面升高,使水位抬升,因此相对于陆地而言,风暴潮如今比以往更高。因此,我们有充分信心认为,出现更高风暴潮的可能性正在增加。
移动速度与滞留可能性
风暴移动速度可能是影响某地总降雨量的重要因素:移动较慢的风暴,例如2017年的飓风哈维,会让降雨有更长时间累积。
有迹象显示全球飓风移动速度正在减缓,但历史数据的质量限制了目前的认识,可能的作用机制也尚未弄清。
未来风暴发生频率则更加难以确定
每年形成的飓风数量可能如何变化,是另一个尚未得到充分理解的重要问题。
目前没有确凿理论能够解释当前气候下风暴的数量,或其未来将如何变化。
除了需要具备适宜的环境条件为风暴提供能量,风暴还必须由大气中的扰动发展形成。目前,科学界对此存在争论,争论焦点是这些风暴形成前的扰动在多大程度上决定当前和未来气候下的风暴数量。
厄尔尼诺和拉尼娜等自然气候变率也会显著影响飓风是否形成以及在哪里形成。这些现象和其他自然变率未来将如何变化、如何影响飓风活动,是当前研究的课题。
气候变化对伊恩的影响有多大?
科学家会针对单场风暴开展归因研究,以评估全球变暖可能对其造成了多大影响。目前,针对伊恩的相关研究正在进行。
不过,即使没有单场风暴归因研究,也可以确定:在人类导致的气候变化影响下,伊恩发生时的环境更有利于形成强度更大、降雨更多、风暴潮更高的灾害。除非迅速、大幅削减温室气体排放,否则人类活动将年复一年地增加出现更严重风暴的可能性。








