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全球变暖会将人类带入飓风时代吗?

  2005年是天气变化非常极端的一年,整个飓风季节给人们留下了极度不安的记忆,气象预报专家甚至将之前为大西洋飓风季节拟定的21个热带气旋的名字用光了,最后6个只好用希腊字母来编号,而且在其中的15个飓风中,有4个达到了5级。发生在2005年8月的“卡特里娜”飓风将美国的新奥尔良城变成了一片汪洋,有1800多人在飓风中丧生,整个经济损失超过1000亿美元。而这一年登陆的另一个飓风“威廉姆”,则是大西洋有记录以来最强烈的一次飓风。

  人们注意到,全球飓风的发生似乎越来越频繁,强度越来越大,给人类造成的损失也越来越重。面对飓风的如此肆虐,气象学家将目光集中到了人们极度关注的全球变暖上。

  全球变暖真的是飓风频繁发生且更具杀伤力的罪魁祸首吗?

  1996年,美国官方发布消息说,世界顶级飓风专家们一致认为,目前还没有足够的证据可以证明,全球变暖使大西洋以及世界其它地方的飓风变得更加频繁和强烈,近年来大西洋飓风频繁发生只是飓风自身周期性变化的正常表现。但仅仅过了两年,包括世界顶级飓风专家威廉姆.格瑞和凯利.伊曼纽尔在内的气象学们就对这个结论进行了一些修正。他们指出,如果大气中二氧化碳的浓度增加一倍,热带风暴的发生频率和影响范围不会受到太大影响,但风暴的强度可能会有“轻微的变化”——大约增强10%。

  然而,这一结论很快遭到了质疑。有专家指出,过去30年来,全球气候的波动已经明显地而不是“轻微”地改变了飓风——不仅飓风发生的频率增加,而且风力更强,持续时间变长,降雨量增大,运动轨迹也更加变化多端难以预测。

  全球飓风专家的观点形成了对立的两大派,那么谁是正确的呢?

  飓风是如何发生的?

  多年统计结果显示,每年在全球范围生成的热带风暴大约有85个,其中三分之二最终能发展为飓风。“85”这个数据通常不会有太大变化,但是它们在全球的分配可能年年不同,一般情况是,如果大西洋飓风频繁,太平洋就会相对平静。比如,发生“卡塔里娜”飓风的2005年,活动于大西洋的热带风暴高达25个,而太平洋在这一年则显得平静很多。总体来讲,全球飓风的“主战场”在西北太平洋,大约有三分之一的飓风(在西北太平洋称台风)都发生在那里。2004年,仅日本就遭遇了10个台风的袭击,这是登陆日本的台风多年平均数的3倍。

  为了深入了解飓风特性,让我们来看一看飓风的生成过程。

  飓风的“前生”是热带气旋,它最初是由一连串雷暴聚合而成的。我们知道,雷暴生成的必需条件是有大量的热量和潮湿的空气,以及最小的风切变。

  风切变是指海陆面和高空的风速差,大的风切变就象两只上下用力不同的手,能将飓风扯散。因此,海洋上的雷暴往往生成于受阳光曝晒强烈、有大量暖湿上升气流的热带海域。暖湿空气上升到高空与冷空气遭遇,水蒸气发生凝结并释放出大量的热量——为空气的进一步加热提供了源源不断的能量,使空气能够一路攀升达到很高的高度。

  当雷暴的数量足够多且彼此靠近时,它们就有机会融合生成一个被飓风专家称为“湿空气柱”的聚合体,庞大臃肿的湿空气柱能从洋面一直向上扩展到平流层边界。此时,位于湿空气柱底部的低气压系统就象一个超级吸尘器,一边快速地掠过海面,一边从下层吸入更多的暖湿空气,新补充的暖湿空气如同注入的新鲜血液一样,继续以水汽凝结的方式释放更多能量,源源不断供给的热量最终为催生飓风提供了重要的条件。这时,如果低气压进一步加深,并越过赤道南北纬度4度这个临界线,在科里奥利力的作用下,气柱开始旋转。如果条件配合恰当,热带气旋就能获得足够的能量,迅速地从一个低气压成长为风暴;风速继续增加,达每小时117千米以上时,一个庞大的“能量怪物”——飓风就诞生了。此时,飓风已经拥有不可思议的能量,平均一天能释放出超过10的7次方万亿焦耳的能量,相当于100万个广岛原子弹爆炸产生的能量。所幸的是,绝大部分能量都被飓风自己消耗在了气流的向上而不是向前推进。

  飓风产生的条件

  研究表明,只有在洋面温度超过26摄氏度时,湿空气柱才能形成。比如,“卡特里娜”飓风以最高等级5级的汹汹气势掠过墨西哥湾时,海洋监测器探测到的洋面温度高达30摄氏度。而现在,由于全球变暖有可能使更大面积的洋面温度超过26摄氏度。如此看来,全球变暖的确可能使飓风的情况变得更加糟糕。

  但是,要下这样的结论并非如此简单。飓风学创始人威廉姆格瑞早就指出,在特定海域,只有与飓风相关的各种大气条件达到某种微妙的平衡时,飓风才能生成。其中一个条件就是洋面温度与近洋面气温的差异,这是促使空气产生对流,形成飓风初级阶段——雷暴云体所必须的。但是,在全球变暖带来洋面平均温度升高的同时,如果洋面上气温与洋面温度的差值未能达到临界点,或者洋面温度未能上升得更高,飓风生成也是不可能的。

  格瑞还指出,全球变暖也不会造成飓风发源地扩大。我们知道,飓风的“故乡”是位于赤道附近被称为“热带辐合带”的海域。热带辐合带位于北半球东北信风与南半球东南信风相遇地带。由于风向相互抵消,在这里风速很小甚至无风。另外,随着季节的变化,热带辐合带的位置会在赤道附近的热带辐合带内相遇,气流被迫上升,因此在热带辐合带内的气流上升区就有可能生成雷暴。另外,在某一特定区域有空气上升,其周围就有空气下沉。因此,在赤道以北或以南大约20个纬度的海区,气流呈下沉状态,阻断了上升气流带来的源源热量,使风暴无法形成。因此,赤道以南或以北大约20个纬度的海域,是热带风暴生成最南或最北的位置。所以,格瑞认为,即使全球变暖造成海水温度上升,但温暖的海洋或许只是扮演了“搬运工”的角色——当飓风在赤道附近生成后,将其“搬运”到更远的位置。更重要的是,即使生成飓风的众多条件都“万事俱备”,如果没有特定的热带扰动,热带气旋仍然无法壮大成为飓风,因此,绝大多数热带风暴都在有机会成长为真正的飓风之前夭折了。

  看来,全球变暖是否导致更多的飓风,还与触发飓风生成的条件有关。人们只有掌控了这些条件,才有可能将飓风扼杀在初生阶段,但是现在这段路还很漫长。

  我们能扼制飓风吗?

  从理论上讲,科学家已经寻求到了两种扼制飓风的方法。

  第一种方法是切断飓风的能源供给——来自湿暖洋面的暖湿空气。这种方法的原理十分简单。从飓风登陆的过程中可以看到,飓风登陆后,由于失去了暖湿空气的不断补充,也就失去了能量来源。风力和移动速度会很快减小,那么,我们可以想象让这一过程在海上发生:在风暴生成之初,给温暖的海域注入更冷的水流以减少飓风能量的供给,将其扼杀在生命之初。反过来,这意味着只有当海洋的暖水层深达数十米时,才能保证飓风的能量需求。“卡特里娜”飓风横扫墨西哥湾的原动力,就是催生它的那片海域,据测定当时的暖水层深达100米以上。现在,全球变暖的海洋效应似乎已经很明确,海水变暖正在向更深的海域扩展,为飓风的生成提供了更理想的条件。

  第二种方法是在风暴生成的初期注入干空气。这时,哪怕相当少量的干气流的介入,都有可能瓦解湿空气柱——阻止雷暴的形成或者破坏掉其上升的顶部。

  有气象模式表明,全球变暖可以使高层大气的风速增加,那么,加大的风速可以使更多的干气流介入飓风,将其瓦解。于是,令人迷糊的问题出现了:全球变暖似乎带来了相反的效果:一方面使海水升温,为飓风生成创造了条件;另一方面又使高层大气风速加大,干扰了飓风的生成。

  面对众多的不确定性和矛盾,有气象学家甚至悲观地说,如果我们能够回答为什么每年全球生成的热带气旋是85个而不是50个或200个这个看似简单的问题,我们就可能更多地了解全球变暖对飓风的影响。

  厄尔尼诺是双面魔

  大西洋飓风的变化有自身的长周期—最近的一次高发期是20世纪40年代至60年代。种种迹象表明,目前大西洋似乎正处于又一个高发期,从1996年开始,这个高发期已经持续了10年,有可能会再持续20年。那么,大西洋飓风的这种周期性变化原动力是什么呢?有专家认为与洋流系统的改变有关,比如厄尔尼诺现象。近年来,厄尔尼诺作为一种神奇的自然现象广受关注,它指的是赤道太平洋地区的风向和洋流发生周期性逆转的现象。有研究表明,厄尔尼诺在飓风的生成和发展中扮演着至关重要的角色。现在,令科学家非常担心的问题是:全球变暖是否会影响到像厄尔尼诺这样的海洋自然环流系统,从而造成飓风的突变。

  厄尔尼诺与飓风的破坏力密切相关。在厄尔尼诺爆发时,赤道西太平洋的温暖海水会着魔似的向东扩展,结果造成洋面上生成的飓风更多,持续的时间更长。令人迷惑的是,厄尔尼诺现象在热带大西洋的表现却相反:使高空西风加强,破坏了飓风生成的条件。看起来,厄尔尼诺是一个人们还无法认清其真实面目的双面魔。

  所以,至今还没有人能够回答以下这些问题:全球气候变暖是如何影响厄尔尼诺现象的:它会不会阻止洋流的运动,它会使撒哈拉沙漠变得更湿还是更干燥,等等。因此,对于气象科学家来说,厄尔尼诺在飓风的生成和发展中究竟扮演什么角色,还是一个未解之谜。

  全球变暖与飓风之间的隐秘关系

  面对众多的不确定性,多数气象科学家谨慎地认为,现在还不可能准确地预测全球变暖对局部地区飓风模式的影响。但是,还是有人认为,对全球而言,气候变暖对全球飓风的强度的确有着轻微的影响。

  首先提出这一观点的,是美国国家大气研究中心的凯文。崔伯斯。2004年,凯文。崔伯斯在用了一个飓风季节在大西洋跟踪飓风后发表论文说:全球变暖的确显现处出了它的威力——更高的海洋温度催生了更强大的风暴。

  凯文崔伯斯的观点一经提出立刻受到了强烈的质疑,但也有人很快发表观点支持他,凯利伊曼纽尔就是其中的一个。伊曼纽尔根据自己的最新研究成果指出。全球变暖使飓风增加的趋势甚至超过了人们的预测。在拖网似的对全球飓风的抢渡进行仔细分析后,凯利。伊曼纽尔发现,全球风暴平均持续时间增加了60%,风速也增加了15%,典型飓风的破坏力增长了70%。

  凯文崔伯斯的观点还得到另外两位学者韦伯斯和格里可荷兰德的支持。当初它们原本是因为怀疑凯文德观点才着手寻找证据,但结论就连他们两个自己也始料不及:凯文。崔伯斯德观点部分是正确德——虽然全球飓风德数量总体上没有增加,但是全球最强风暴发生德频率自从上世纪70年代以来几乎增加了一倍,而且这种全球性的变化与海水温度的上升有着密不可分的关系。他们认为,在全球变暖、全球洋面温度上升以及飓风的强度三者之间一定存在着某种隐秘的关系。

  比如,古飓风专家乔恩洛特将从珊瑚和石笋中得到的登陆澳大利亚北昆士兰州飓风的详尽资料与其它海洋学家重建的古代海平面温度资料进行了对照,他惊奇的发现,在过去的几千年间,超级风暴在北昆士兰州出现的顶峰时期是1600年~1800年,而在1700年~1800年间,海平面平均温度高于多年平均状况,在1600年~1700年间却低于平均值。也就是说,海平面温度过高或者过低都可能导致飓风的频繁发生。

  事实上,对于全球变暖是否会使全球飓风更加频繁和强烈这个问题,就连凯利、伊曼纽尔这样的顶级飓风专家都不得不承认:要想洞悉飓风的奥秘,人类至少还要冥思苦想50年。其中一个原因在于,收集飓风的相关数据太难,又太慢——每年只有一个飓风季节,科学家错过了这个季节,就得等待下一个季节。

  当然,也许在50年后,当人类有能力将飓风锁定在自己的掌控之中时,它就能成为一个移动的水库,给干旱的地区送去降水,也能成为一个移动的能源库,输送出巨大的无污染能源。

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