去年创纪录的飓风季——哈维、艾尔玛和玛丽亚飓风给北美和中美洲带来了浩劫——主要受热带大西洋“显著的暖化条件”驱动，研究发现。
研究显示，大西洋的高海表温度（SST）比其他可能的驱动因素发挥了更大作用，这些因素包括已知会影响飓风季的自然气候现象拉尼娜，以及空气污染。
该研究的第一作者告诉《碳简报》（Carbon Brief），气候变化很可能在推动大西洋异常变暖方面发挥了作用，不过自然因素也可能产生了影响。
研究还发现，到2080年，与2017年规模相近的飓风可能会增加1.5至2倍，具体取决于为应对气候变化采取了多大力度的行动。
创纪录的降雨
2017年大西洋飓风季共出现17个有名称的风暴、10个飓风，以及6个“主要”飓风（三级或更高级别）。尽管飓风季从6月初持续到11月底，但仅9月一个月内，飓风和主要飓风的天数就超过了有记录以来的任何其他月份。
其中三个主要飓风登陆美国、加勒比地区以及中美洲部分地区——哈维、艾尔玛和玛丽亚。这些飓风共造成至少3,300人死亡，并使该飓风季成为有记录以来损失最严重的一季，造成的损失超过2000亿美元。
已有研究表明，气候变化很可能在推动哈维飓风带来的极端降雨方面发挥了作用。
然而，这项新研究着眼于是什么导致整个飓风季如此极端。
这些发表于《科学》的研究结果表明，热带大西洋异常温暖的海表温度很可能发挥了主要作用，第一作者Hiroyuki Murakami博士表示，他是地球物理流体动力学实验室的研究人员，该实验室与美国国家海洋和大气管理局（NOAA）合作开展工作。他告诉《碳简报》：
“[我们的]模拟表明，与全球其他海洋相比，热带大西洋异常温暖是导致该飓风季活跃的主要原因——而非中等强度的拉尼娜条件。”
查明原因
为了查明是什么导致飓风季如此严重，研究人员使用了一个名为HiFLOR的高分辨率天气预报模型。
研究人员在2017年飓风季期间开始运行该模型，发现它能够高度精确地再现飓风的空间分布。它还成功预测了飓风密度的增加，不过低估了将会出现的风暴数量。
下图展示了这一点，图中分别显示了观测到的（上）和预测的（下）主要飓风密度。图中，红色和黄色表示主要飓风密度较高的区域，而深蓝色、紫色和绿色则表示飓风密度较低的区域。
图表显示，该工具成功预测了加勒比地区和佛罗里达上空主要飓风的高密度分布。
为了厘清导致此次严重飓风季的可能驱动因素，研究团队随后利用该模型进行了一系列实验。
术语解释厄尔尼诺：大约每五年，风向的变化会导致赤道太平洋海表温度出现高于正常水平的变化，这一现象被称为厄尔尼诺。与……一起阅读更多
在一项实验中，研究人员照常运行模型，但去除了由拉尼娜造成的气候影响。拉尼娜是自然气候现象厄尔尼诺鲜为人知的“姊妹”现象；它通常会使东太平洋和中太平洋的海表温度降低，并对全球天气产生连带影响。
在飓风发生期间，太平洋正经历一次正在发展的中等强度拉尼娜事件。Murakami表示，这可能导致热带大西洋上空的风力减弱，进而可能使北大西洋的飓风更加活跃。
研究人员推断，如果拉尼娜是主要飓风季的主要驱动因素，那么从模型中去除其影响将导致主要飓风数量减少。
然而，去除拉尼娜的影响并未改变主要飓风的数量，因此研究人员得出结论：“2017年中等强度的拉尼娜条件并非2017年主要飓风季高度活跃的关键因素。”
灼热的海洋
在第二项实验中，研究人员从模型中去除了热带大西洋异常高的海表温度——并以1982至2012年间该区域预期的平均温度取而代之。
Murakami表示，高海表温度可能推高主要飓风数量，主要有两个原因。
首先，较高的海水温度会在飓风经过水面时为其提供更多能量和水汽。
其次，也是更为重要的一点，变暖使大西洋的温度高于世界其他海洋。Murakami表示，这种海洋之间的巨大差异可能导致大气变得更加不稳定，从而使携带飓风的风力增强。
研究发现，从实验中去除高海水温度会导致“主要飓风数量和密度均显著减少”。这表明“大西洋局部海表温度异常对2017年主要飓风的高度活跃至关重要。”
然而，气候变化在多大程度上影响了大西洋变暖，目前仍不明确。Murakami表示：
“迄今为止，人为强迫（人类影响）对海表温度的作用很难与自然变率区分开来。然而，我们的实验表明，人为强迫的作用实际上导致热带大西洋的增温幅度大于热带其他区域，进而导致主要飓风频率增加。因此，不应忽视人为强迫的作用。”
在第三项实验中，研究人员考察了北大西洋上空空气污染急剧下降的影响。他们发现，这种下降导致2017年飓风季中主要飓风数量出现小幅增加，但增幅并不显著。
飓风警示
术语解释RCP4.5：RCP（代表性浓度路径）是关于未来温室气体及其他强迫因子浓度的情景。RCP4.5是一种“稳定情景”，即实施相关政策以使大气二氧化碳浓度水平……阅读更多
为展望未来，研究人员将从当前至2080年的预期温度变化纳入其预测工具。
他们研究了两种不同情景下的温度变化——中等温室气体排放情景（“RCP4.5”）和高排放情景（“RCP8.5”）。
术语解释RCP8.5：RCP（代表性浓度路径）是关于未来温室气体及其他强迫因子浓度的情景。RCP8.5是一种“相对较高的温室气体排放”情景，由快速的人口增长所导致……阅读更多
结果显示，到2080年，在中等情景下，大西洋的主要飓风频率可能增加1.5倍；在高排放情景下，则可能增加至两倍。
研究结果表明，若在应对气候变化方面不采取行动，未来几十年飓风可能更加频繁且损失更为严重。Murakami表示：
“我们在气候模型中清楚地看到，与近十年相比，未来的主要飓风在频率和强度上都可能更加活跃。因此，持续的人为强迫有可能进一步放大北大西洋主要飓风的风险，并带来相应的社会经济影响。”
然而，该研究可能高估了海表温度在飓风形成中的作用，因为它忽视了海洋表层以下所储存热量的重要性，Kevin Trenberth教授表示。他是科罗拉多州国家大气研究中心（NCAR）的资深科学家，未参与该项研究。他告诉《碳简报》：
“与未来相关的论述是合理的，并提供了亟需的警示。然而，他们谈论的是海表温度，而非海洋热含量。他们错失了关键所在。”
今年5月，Trenberth及其同事发表了一篇论文，指出在飓风季期间，海洋热含量——即海洋表层以下所储存热量的衡量指标——在全球范围内以及墨西哥湾均达到有记录以来的最高水平。
他们表示，这一创纪录的变暖可能极大地加剧了哈维飓风带来的极端降雨：
“创纪录的高海洋热值不仅增加了维持和加强哈维飓风的能量来源，也加剧了其在陆地上带来的洪涝降雨。”
