最强龙卷风愈演愈烈 或与气候变化无关

去年一场龙卷风袭击了伊利诺伊州的菲尔德。照片来源:马特·马顿

一项新的分析显示，在过去的半个世纪里，在最极端的情况下袭击美国的龙卷风数量翻了一番。与此同时，这项研究也给人们带来了一个大惊喜，那就是，至少乍一看，龙卷风爆发的严重性的增加似乎与气候变化无关。

这项研究的作者，哥伦比亚大学的气候科学家迈克尔·蒂皮特说:“我们无法理解最近龙卷风的增加是否不是由于温暖的气候，或者温暖的气候是否意味着龙卷风的活动。”

当蒂皮特和他的同事仔细研究1965年至2015年的龙卷风统计数据时，他们发现了435次“极端喷发”——十几个或更多的龙卷风群，其风力足以对建筑物造成至少中等程度的破坏。(由于每年龙卷风的数量变化很大，研究人员每五年将数据分组。)

蒂皮特指出，半个世纪以来，这种疾病爆发的数量没有多大变化。然而，在这些火山爆发中，龙卷风的总数急剧上升——在1965年，最严重的火山爆发通常包括大约40个龙卷风，但是在2015年，这个数字根据统计已经增长到包括接近地面的大约80个龙卷风。

研究人员在12月1日的《科学》在线版上报道了这一结果。

蒂皮特指出，这一增长似乎与近年来更好的报告水平无关，因此这一趋势似乎是真实的。研究人员随后调查了天气数据，以找到科学的解释。

气象学家通常使用一个参数来帮助确定某一地区恶劣天气风险的增加，这个参数叫做对流有效势能(CAPE)。这是衡量全球变暖趋势的一个指标，大多数气候模型显示，CAPE将随着全球变暖而增加。

然而，蒂皮特和他的同事在分析美国从1979年(最早的数据)到2015年的持续例行CAPE评估时，并没有看到任何长期的增长。蒂皮特说:“这是一个意想不到的发现。”

然而，研究人员发现了与龙卷风形成相关的另一个风险因素，该因素急剧增加:一个称为风暴相对螺旋度(SRH)的参数，它与地面和3000米高度之间不同高度的风速和风向的差异有关。目前的模型并没有发现这个参数会随着气候变暖而增加，但这项新的研究表明，近年来确实如此。这反过来意味着科学家们可能无法完全理解SRH和气候之间的关系。

哈罗德·布鲁克斯是俄克拉荷马州诺曼市国家强风暴实验室的气象学家，他没有参与这项研究，他说:“我认为这项研究很好，也很有趣。”他说，总的来说，该小组的发现至少为过去50年令人不安的趋势提供了部分答案。布鲁克斯认为，严重的龙卷风爆发和SRH之间的关系并不奇怪，但很难解释。“我们真的没有一个好的理论模型来解释为什么SRH会随着全球变暖而增加。”

布鲁克斯强调，下一个大问题是长期气候周期，如大西洋年代际振荡，是否在这些龙卷风趋势中扮演重要角色。大西洋的年代际振荡与北大西洋的海平面温度有关，并且像厄尔尼诺现象一样，它也将影响遥远的天气。相反，研究人员可能会通过进一步分析发现，SRH的增长确实与龙卷风趋势有关。

布鲁克斯说:“我把钱押在后者上，但我想说的是，成功和失败的几率是相等的，风险应该更小。”

龙卷风是大气中最强的涡流现象。它是一种范围很小、风力很大的强风涡旋，从雷暴云的底部延伸到地面或水面。它经常发生在夏天的雷暴期间，尤其是从下午到晚上。尽管撞击范围很小，但却极具破坏性。形成过程是水蒸气上升到天空并凝结成云。在高海拔地区，云的温度相对较低，周围的水蒸气不断冷却，体积不断减小，因此周围空气中的水蒸气不断补充因冷凝而减少的剩余空间。随着云团下上升的水汽直线上升，水汽分子在上升过程中冷却，体积收缩越来越小，水汽分子在地球自转偏转力的作用下逐渐呈漏斗状。这时，云层下的气体分子不断地被添加到空间中，压力差越来越大，从而产生强风，而周围一些空间的空气在形成龙卷风时并不均匀。(赵茜·Xi)

《中国科学报》(国际版，第二版，2016年12月8日)

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