《在全球变暖的背景下理解和预测飓风》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2020-08-17
  • 飓风在美国变得越来越昂贵。从2016年至2018年,60亿美元的飓风影响了美国。美国历史上五大最昂贵的飓风中有三个发生在2017年,共造成2680亿美元的经济损失。今年7月10日,由于热带风暴“费伊”的影响,纽约、新泽西和其他大西洋州发布了热带风暴警报,这是有记录以来第六次命名的热带风暴,因此有必要利用计算机模型和观测资料分析究竟是哪些物理过程导致了热带气旋的形成。另外,从长期来看,气候变化如何影响这些风暴仍需做进一步深入的探讨。研究人员指出,影响热带气旋季节性活动的两个最关键的环境因素是海面温度和垂直风切变,后者也就是大尺度风随高度的变化。温暖的海水有助于增强飓风的强度,较低的风切变,加上更高的表面温度,也有利于风暴的形成和强度的加强。一般来说,厄尔尼诺现象会增强大西洋大范围的垂直切变,从而抑制飓风的形成。而今年7月份,厄尔尼诺-南方涛动状态为中性,因此,在这个季节,恩索州可能有利于大西洋飓风活动的形成。另一方面,越来越强烈的热带风暴的产生和受人类影响的气候变化之间是否存在联系还不太清楚。最近的研究结果均指出,在全球变暖的背景下,飓风的强度变得越来越强。由于人类活动的增加而造成的气候变化将有利于增强风暴的强度,这主要是通过人来活动使海平面温度升高导致的。全球气候模型和哥伦比亚大学热带气旋危害模型也预测了由于全球变暖,热带风暴的强度在不断增加。在过去几年里,研究人员在预测单个飓风的形成、移动路径和强度方面取得了重大进展,对整个飓风季节的预报也是如此。虽然之前所有的预报都是基于简单的统计模型,但目前许多预报中心都使用气候模型发布预报信息,这些模型结合了大气的动力学和物理特性。该研究项目的主要目的,旨在降低灾害风险和经济损失,提高受热带风暴影响的社区的恢复力。

    (郭亚茹 编译; 张灿影 审校)

  • 原文来源:https://www.ldeo.columbia.edu/news-events/understanding-and-predicting-hurricanes-warmer-world
相关报告
  • 《PNAS:飓风贾斯珀在气候变化背景下的降雨》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2024-07-14
    • 2023年12月中旬,热带气旋Jasper袭击了澳大利亚昆士兰北部,导致由暴雨引发的广泛洪水。许多气象站报告的降雨总量超过了1米,一些地区超过了2米,这可能使Jasper成为澳大利亚历史上最湿润的热带气旋。为了更好地准备类似Jasper这样的事件,来自剑桥大学的研究者使用先进的热带气旋下尺度化技术,结合九个全球气候模型,生成了27,000个合成热带气旋,以估计Jasper级别降雨事件的概率及其随气候变暖可能的演变。 热带气旋下尺度化技术通过在时间上和空间上随机生成全球气候模型或再分析提供的演变的大型环境来启动热带气旋的生成。 研究发现,从20世纪末到21世纪末,凯恩斯地区每年由热带气旋引起的1米降雨量的概率从大约0.8%增加到约2.3%,几乎增加了三倍。 通过对2023年的频率进行插值,表明当前Jasper降雨的年概率约为1.2%,比2000年增加了约50%。增加的降雨主要归因于更强的气旋和更湿润的大气。 研究者分解了降雨变化的因素,包括变化的风暴频率、上升运动、湿度和持续时间。发现气旋强度的增加是降雨增加的主要原因,其次是湿度的增加,而风暴频率的变化对降雨的贡献较小。 Jasper气旋在昆士兰的破坏性洪水表明:气候变化的有害影响主要是通过极端事件感受到的,这些事件由于对气候的敏感性,也作为气候变化的预警信号。文章强调,为了估计气候变化的真正风险,必须找到基于物理学而非仅依赖统计的改进的全球气候下尺度化方法,并能够直接用于估计气候损害。(李亚清 编译)
  • 《中国科学院海洋研究所在全球变暖背景下西北太平洋海洋热浪事件归因研究中取得重要进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2023-02-18
    • 近日,中国科学院海洋研究所尹宝树研究员团队在全球变暖背景下西北太平洋海洋热浪事件归因研究中取得重要进展,相关成果发表于地学领域Top期刊Bulletin of the American Meteorological Society(IF=9.116)上。 极端天气气候事件归因旨在量化人类活动与自然强迫对特定事件发生频率或强度等特征的相对贡献,是气候变化领域的国际前沿和热点方向。归因结果是决策者制定应对气候变化减缓政策和适应方案的重要科学依据。极端事件归因研究长期聚焦陆地热浪、干旱或极端降雨等,对海洋极端事件的关注严重不足,极大制约了有关气候变暖致灾风险的全面认知。 海洋热浪是一定海域内发生的较长时间海水异常偏高的现象。2021年7月,日本海及邻近海域的西北太平洋区域发生了破纪录的海洋热浪事件,沿岸一些区域温度异常甚至超过4℃,造成了重大生态和经济损失。为了明确人类活动与自然强迫对该次海洋热浪事件发生的相对贡献,研究团队利用了CMIP6模式多成员集合归因试验:一组为包含了人为强迫和自然强迫在内的全强迫模拟试验(ALL);另一组为仅包含自然强迫的模拟试验(NAT)。通过对比两组试验中与此次热浪强度相当的事件发生概率,发现人为强迫使得类似事件的风险增加43倍,这主要取决于气候变化导致的平均海表温度的增暖而不是由于海温变率的变化。研究人员进一步采用条件归因的思路,基于与本次事件相似的环流型和相似的ENSO相位和非相似条件的比较,发现西北太平洋区域大气反气旋系统和拉尼娜均可使得类似强度海洋热浪发生概率加倍。研究首次在同一方法框架下,量化并客观比较了人为强迫、自然强迫等外强迫因素、大气环流和ENSO等气候系统内部自然变率对类似海洋热浪事件的贡献。 文章第一作者为中国科学院海洋所李德磊副研究员,通讯作者为尹宝树研究员。合作者包括中国气象科学研究院陈阳研究员、中国科学院海洋所齐继峰副研究员、朱聿超副研究员以及国家气候中心陆春晖研究员。研究得到了国家重点研发计划政府间合作重点专项、国家自然基金、中国科学院B类先导专项、中国科学院青促会、泰山学者青年专家项目等的联合资助。 论文信息:Li, D., Chen, Y., Qi, J., Zhu, Y., Lu, C. & Yin, B., (2023). Attribution of the July 2021 Record-Breaking Northwest Pacific Marine Heatwave to Global Warming, Atmospheric Circulation, and ENSO. Bulletin of the American Meteorological Society, 104(1), pp.E291-E297.  论文链接: https://journals.ametsoc.org/view/journals/bams/104/1/BAMS-D-22-0142.1.xml