全球变暖,飓风移速放缓
来源:中国气象报   发布时间:2020-06-18
分享到:0
  本期嘉宾:
  美国普林斯顿大学、美国国家海洋和大气管理局研究员 张干
  南京信息工程大学教授 余锦华国家气候中心副研究员 尹宜舟
  采访人:中国气象报记者 吴鹏
  本期观点:
  从1949年到2016年,飓风的移动速度减慢了大约10%。
  全球气候变暖使夏季热带环流减弱,可能是造成飓风移动变慢的原因之一。
  飓风移动速度减慢之后,最大影响就是降水量显著增加,导致暴雨、洪涝等灾害风险增大。

  全球变暖关乎飓风移速?

  2018年《自然》杂志上的一项研究指出,从1949年到2016年,飓风的移动速度减慢了大约10%。1949年,这些风暴的平均时速超过19公里;到了2016年,其平均时速约为17公里。但学术界对此结果的可靠性和解读仍然存在争议。张干近期在《科学》杂志子刊上发表了一项研究,该研究基于高分辨率气候模拟方法为解释飓风移动速度放缓提供了新的见解。

  “我们选取了6种全球气候模式来预测海表温度变化,模拟情景是,全球二氧化碳排放量增加3倍,地球平均温度上升4℃左右。”张干说,“如果不采取任何措施来遏制化石燃料燃烧,那么这种情景可能将在本世纪末出现。”

  模拟结果显示,未来人类活动引起的变暖可导致飓风移动速度显著减慢,包括某些人口稠密的中纬度地区。例如,在纽约所处的纬度附近,飓风的前进速度每小时将减慢3.2公里左右,大约是当前飓风移动速度的10%至20%。

  虽然现有观测数据已经表明飓风移动速度放缓,但其背后的罪魁祸首到底是自然气候变率还是人类活动引起的气候变化目前尚无法确定,学界也存在争议。“我们的研究结果表明,已观测到的减慢趋势并不是由人类活动的影响主导,但不排除人类活动已经造成微弱影响的可能。”张干说。

  除了人类活动与自然变率之争以外,还有对观测数据可靠性的质疑,特别是气象卫星出现前的时期。自20世纪60年代末以后,人类才开始利用卫星追踪全球范围内的风暴,因此在此之前获得的数据有可能不可靠。

  飓风移速为何减慢? 

  热带气旋与各种天气尺度系统的相互作用和影响受诸多复杂因素的制约,比如环境引导气流、台风内部结构及其变化、地球自转涡度的经向梯度和下垫面条件等,都对其运动有着不同程度的影响。但是,一般认为环境引导气流是影响气旋运动的主要因子,而影响气旋移动速度的主要因素是背景风场。

  “背景风场就好像溪流,而风暴就好像树叶。树叶随着溪水流动的缓急或快或慢地漂动,风暴也在背景风场的裹挟中向前运动。”张干说,“如果背景风场风速偏弱,风暴就会移动得相对缓慢些。”

  背景风场的风速,与天气系统和气候都有关。此外,气旋所处环境的涡度场,也就是行星涡度和相对涡度也很重要。溪水里的树叶有时会打转,就是和水流里的局地涡度有关。但与树叶相比,气旋的情况更复杂些,因为气旋本身也在旋转,带有自己的涡度。气旋涡度和环境涡度相互作用,对气旋移动方向和速度都会产生明显影响。

  据此分析,全球气候变暖使夏季热带环流减弱,可能是造成飓风移动变慢的原因之一。“气温升高会导致吹过中纬度地区的强气流——西风带向极地推进,并且伴随着较弱的中纬度天气扰动,这些变化可导致飓风的移动速度在亚洲和北美一些人口稠密的地区减慢。”余锦华说。

  移速减慢将带来什么?

  飓风移动速度减慢之后,相当于在同一地区会滞留更长的时间,由此带来的最大影响就是降水量显著增加。美国近年来发生的若干移动缓慢的飓风都造成了巨大破坏。例如,2017年的飓风“哈维”在美国得克萨斯州东部地区附近停留了近一周,造成1250亿美元的损失;2018年的飓风“佛罗伦萨”登陆美国后以缓慢的速度在内陆逗留,给附近地区带来持续数天的强降雨,几天内累计降水量接近甚至超过1000毫米,相当于正常年份全年的降水量。这样的降水量很容易引发严重的洪水和内涝,尤其是在低洼地区。此外,持续的风也可能带来风险,长时间遭到强风袭击的建筑物更有可能受到破坏。

  有研究发现,飓风的速度降低10%,相当于某一地区的降雨量增加10%,而气候变暖可能会放大这种效应。最近的全球模拟估计,气温上升1℃会使飓风导致的降雨增加10%,飓风移动速度放慢10%将使这一增幅再扩大一倍。

  即使不考虑飓风移动速度的变化,气候变暖本身也会导致极端降水事件增加。事实上,如果没有人类活动影响,这样缓慢移动的飓风也会出现,但人类活动引起的气候变暖可能会增加这种飓风出现的概率。

  “在面临缓慢移动的飓风带来的强烈风雨影响情况下,易受其影响的沿海地区应逐步提高防潮设施的等级标准,加强对台风和风暴潮的监测和预警;加强防范暴雨、洪涝等气象灾害风险的基础设施建设,提升经济社会系统应对极端天气气候事件的恢复能力;推进海绵城市建设,加强雨水径流源头控制,增强防洪排涝能力等。”尹宜舟说。

  延伸阅读

  热带气旋是发生在热带、亚热带海面上的气旋性环流,强度达到一定程度后,在西太平洋一带被称作台风,在大西洋及东北太平洋上被称作飓风。它们边高速旋转边移动,平移速度从每小时几公里到几十公里不等。
  全球每年约有80个左右的热带气旋在太平洋、印度洋和大西洋热带区域生成。一个热带气旋每天释放的能量,比人类所有的发电机加起来还高200倍,因此其发生时往往带来强风、暴雨和风暴潮等高影响天气,极易引发严重灾害。在气候变暖日益加剧的背景下,这些风暴将如何变化,就成为气象学家格外关注的问题。
  与中纬度地区相比,热带地区的情况比较复杂。热带地区的风场对海温很敏感,而且在IPCC过去的模式预测里,热带海温对温室气体增暖的响应存在很大不确定性。相应地,模式预测的风暴移动速度也有很大不确定性。
  模式预测结果显示,在日本所处的纬度附近,风暴的前进速度每小时将减慢3.2公里左右,大约是当前风暴典型移动速度的10%至20%。日本气象厅气象研究所今年发表在《自然-通讯》上的一项研究也发现,如果到本世纪末地球平均气温比工业革命前高出4℃,那么日本地区台风的移动速度将减慢10%左右。需要指出的是,与日本附近台风移动速度明显减慢不同,中国地区的台风移动速度没有因为气候变暖而出现明显变化,这可能同台风在中国登陆的纬度偏低有关。
  那么中国地区台风带来的风雨强度变化如何呢?事实上,1961年以来我国台风风雨综合强度指数变化趋势不明显,由台风引起的降水强度变化呈弱的上升趋势,而风速则呈现出明显的下降趋势,但局地极端台风风雨影响时有发生,因此丝毫不能放松警惕。
  
有研究发现,自1900年以来,飓风的破坏力一直在增强,而且最恶劣飓风发生频率是100年前的3倍以上。除了强度和发生频次增加以外,另一件令人意想不到的事情发生了:飓风的移动速度在放缓。

  (来源:《中国气象报》2020年6月18日三版 责任编辑:王美丽)
相关新闻