今夏北半球第一波熱浪已至，多國正持續(xù)遭受高溫炙烤。由于“熱穹頂”籠罩，法國、意大利、希臘等國發(fā)布高溫或山火警報，西班牙南部的埃爾格拉納多甚至出現(xiàn)局地46℃的極端高溫。“熱穹頂”是一種大氣現(xiàn)象，在靜止、干燥的夏季天氣條件下，高層大氣熱高壓在一段時間內(nèi)停滯不動，像個罩子一樣把熱空氣蓋住，使圓頂內(nèi)的溫度越來越高。

時間回溯到2024年10月底，英國被格外頑固的陰云所籠罩，英國氣象局數(shù)據(jù)顯示全英國在此期間的日照時間僅8.3小時，遠低于往年同期平均水平，漢普郡奧迪厄姆村甚至有11天日照僅12分鐘。幾乎同時，西班牙巴倫西亞地區(qū)遭遇百年罕見的強風暴襲擊，風暴遲遲不走，引發(fā)“致命”洪災，造成231人遇難。

2024年11月4日在西班牙巴倫西亞拍攝的洪災過后的景象。 （圖/新華社發(fā)）

長時間的高溫、陰天、強風暴，其背后的罪魁禍手都是大氣急流。急流是位于上層大氣中的高速風帶，分別在北半球和南半球自西向東環(huán)繞地球。例如，2024年10月，極地急流發(fā)生彎曲，導致高壓系統(tǒng)長期滯留英國上空，而低壓系統(tǒng)則盤踞西班牙。

從歐洲到北美，北半球極端天氣的持續(xù)時間似乎越來越長。如今氣候科學家正在全力驗證大氣急流的異常變化是否與全球變暖相關(guān)。美國芝加哥大學地球物理科學系教授蒂芙尼·肖指出，必須持續(xù)深入研究這些極端事件，“若不能明確急流的變化趨勢及其對天氣的影響，人類或?qū)乐氐凸兰磳⒌絹淼臉O端天氣”。

急流異常波動，天氣系統(tǒng)遭“梗阻”

地球共有四條主要急流帶，南北半球各兩條。極地急流位于極地附近；副熱帶急流則分布在赤道兩側(cè)。正常情況下，這些急流會推動天氣系統(tǒng)自西向東移動，確保世界各地每隔數(shù)日就能感受到天氣變化。而當急流減弱時，其路徑會出現(xiàn)大幅游移甚至回轉(zhuǎn)，導致天氣系統(tǒng)移動遲緩，甚至長期停滯在某個地區(qū)，氣象學家稱這種現(xiàn)象為“大氣阻塞”。

英國牛津大學物理氣候科學教授蒂姆·伍林斯解釋，阻塞發(fā)生時，急流大幅度彎折，使得整個氣流翻轉(zhuǎn)、反向流動。大氣阻塞有多種形式，其中最常見的一種稱為“歐米伽阻塞”，即急流形成一個形狀類似希臘字母Ω的大環(huán)，中間夾著一個高壓系統(tǒng)，兩側(cè)是低壓系統(tǒng)；另一種叫“偶極阻塞”，指急流產(chǎn)生分裂，一側(cè)向極地方向“夾住”高壓系統(tǒng)，另一側(cè)向赤道方向“夾住”低壓系統(tǒng)。

“歐米伽阻塞”示意圖（圖/英國氣象局）

“偶極阻塞”示意圖（圖/英國氣象局）

這些跨度可達3000公里的大氣阻塞系統(tǒng)，能讓受影響區(qū)域持續(xù)數(shù)日甚至數(shù)周經(jīng)歷相同天氣——冬季阻塞導致嚴寒，夏季則引發(fā)酷熱。去年英國秋季的持續(xù)陰霾、西班牙百年罕見的暴雨，以及2020年的西伯利亞熱浪、2021年北美西部的極端高溫，均源于此類阻塞。“一系列史無前例的極端天氣事件都與急流的異常有關(guān)。”美國伍德威爾氣候研究中心的珍妮弗·弗朗西斯強調(diào)。

夏減弱冬難測，急流讓“怪天氣”頻發(fā)

對于氣候?qū)W家而言，了解急流如何受氣候變化影響面臨兩大難題：一方面，急流存在自然波動，其長期趨勢難以識別；更為關(guān)鍵的是，學界至今未能完全揭示大氣阻塞產(chǎn)生的機制。

現(xiàn)有理論眾說紛紜：有些科學家認為，大氣中南北方向起伏的羅斯貝波（大氣中一種非常緩慢的、大尺度的波動）疊加會引發(fā)急流阻塞；美國芝加哥大學的中村昇則提出“交通堵塞”假說——地形或大氣變化導致風速改變，造成天氣系統(tǒng)擁堵在急流這條“高速公路”上。

正因為我們對大氣阻塞的成因不完全了解，現(xiàn)有氣候模型也難以準確模擬它。目前多數(shù)模型預測，隨著全球變暖，未來100年的阻塞事件將總體減少，持續(xù)性極端天氣也會隨之減少。美國普渡大學大氣動力學家王磊認為，隨著熱帶快速升溫，急流將整體向極地移動，風速增強，阻塞也將減少，尤其是冬季阻塞。而反對觀點則指出，北極變暖會削弱極地急流，使其波動更劇烈。因為更暖的北極意味著極地與溫帶間的溫差變小、風速減緩，急流更易發(fā)生偏折，從而把冷空氣大范圍地向南推進。

問題在于，無論哪種說法目前都缺乏足夠的數(shù)據(jù)支撐，因為氣象衛(wèi)星直到1980年才開始觀測這一現(xiàn)象。北半球冬季的大氣情況本就復雜，北極上空的平流層極渦會影響急流行為，造成更強的急流波動，這給科學家的預測帶來了不小的難度。

不過，就北半球夏季而言，科學家們已經(jīng)看到了更清晰的圖景：夏季時，因高低緯度間的溫差較小，極地與副熱帶急流本就比冬季更弱。已有證據(jù)表明，隨著高緯度地區(qū)升溫速度超過其他地區(qū)，溫差進一步縮小，夏季急流正在進一步減弱。

“觀測與模型一致表明，氣候變化正導致夏季環(huán)流減弱。”奧地利國際應用系統(tǒng)分析研究所的凱·科恩胡伯指出，急流減弱或變慢，意味著天氣系統(tǒng)移動更慢，某地單一天氣持續(xù)時間更長，由此形成的怪異天氣事件也會更多。

雙急流變多變強，持久熱浪或成常態(tài)

美國哥倫比亞大學的一項研究發(fā)現(xiàn)：歐洲已出現(xiàn)“熱浪高發(fā)區(qū)”，且熱浪高溫正超越氣候模型預測的極端值上限。美國哥倫比亞大學塞繆爾·巴圖塞克指出，這類前所未有的極端事件可能與大氣阻塞模式的變化密切相關(guān)，因為導致極端熱浪形成的最大因素之一就是高壓系統(tǒng)長時間滯留在同一位置。

除了識別極端天氣本身，研究人員越來越明確地將這些天氣模式的變化與急流的演變聯(lián)系起來。2022年，科恩胡伯與荷蘭阿姆斯特丹大學的迪姆·庫穆等人合作發(fā)表的論文顯示，過去40年來，歐洲熱浪的頻率和強度都有所上升，且這與偶極阻塞的頻率和持續(xù)性增加有關(guān)。這種急流分裂現(xiàn)象（也稱“雙急流”）會將大西洋來的風暴往北推，使西歐陷入持續(xù)高溫。

持續(xù)高溫引發(fā)干旱

2003年7月至8月，歐洲上空的雙急流持續(xù)長達29天，引發(fā)了一場創(chuàng)紀錄的熱浪，造成約7萬人死亡。研究顯示，1980年以來，這種雙急流現(xiàn)象的出現(xiàn)頻率平均每十年增加約3天，持續(xù)時間每十年增加約2天。雖然該研究尚未直接將這些變化歸因于氣候變暖，但庫穆與以色列魏茨曼科學研究所的雷伊·切姆克于2023年發(fā)表的一篇論文已發(fā)現(xiàn)，人類活動導致的氣候變化是1979年至2020年間北半球夏季急流風速顯著減弱的主要原因。

這些研究表明，持久性熱浪很可能成為未來常態(tài)，像歐洲這樣的“大氣阻塞高發(fā)區(qū)”尤甚。對于習慣了陰雨天氣的人來說，連日的明媚陽光或許令人向往，但持續(xù)熱浪卻是危險甚至致命的。

2021年席卷加拿大和美國的熱浪便是慘痛例證：數(shù)百人死亡，基礎設施癱瘓——高速公路被迫封閉，鐵路電纜熔毀，農(nóng)作物因高溫枯焦。持續(xù)高溫對人體健康也危害極大，尤其是在夜間。研究顯示，長時間熱浪會顯著提高心臟驟停和中風的死亡風險。在不常出現(xiàn)高溫的地區(qū)，這種風險尤為突出，因為很多家庭并未安裝空調(diào)設備。

高溫還會嚴重影響野生動物，特別是在溫帶地區(qū)。2022年，英國遭遇40℃高溫時，有鳥類甚至“從天而降”。生態(tài)學家警告說，大多數(shù)動植物或許能挺過一兩天的高溫，但長時間暴露在高溫下，對某些關(guān)鍵物種（如大黃蜂）可能是致命打擊。

氣流移動減速，慢速風暴頻率或增14倍

日益波動的急流所帶來的風險遠不止熱浪，暴雨天氣同樣可能造成致命破壞，西班牙洪災就說明了這一點。中緯度國家對夏季降雨并不陌生，比如倫敦的強降雨常來自西方風暴系統(tǒng)，通常半小時就會迅速離去。但隨著氣候變化導致夏季極地急流減弱且波動加劇，風暴的移動速度可能會顯著減慢。

英國紐卡斯爾大學的阿卜杜拉·卡赫拉曼指出，這類風暴的移動速度有時只有每秒3米，遠低于普通雨云每秒20至30米的移速。一旦某個地區(qū)遭遇這種移動緩慢的暴雨，極易發(fā)生洪災。2021年7月，德國和比利時接連遭遇多輪緩慢移動的雷暴，所引發(fā)的突發(fā)性洪水摧毀多個城鎮(zhèn)，造成至少200人死亡。

卡赫拉曼的研究分析顯示，在高排放情景下，到本世紀末，陸地上的這類慢速風暴發(fā)生頻率可能會增加14倍。這種情況在夏秋季節(jié)風險極高，因為溫暖的海水為強降雨提供了充足水汽和能量。但他也提醒，氣候科學領(lǐng)域?qū)@類極端天氣事件的風險研究仍不充分。

慢速風暴的威脅并不限于歐洲。2019年的一項研究指出，如果全球平均氣溫比工業(yè)化前水平高出2℃，北半球中緯度地區(qū)連續(xù)7天極端降雨的概率將上升26%。另有證據(jù)表明，隨著急流減弱，熱帶氣旋在西北太平洋、北大西洋和澳大利亞等地的移動速度也在放緩。

熱浪更強，野火頻發(fā)

問題不僅在于滯留或緩慢移動的天氣系統(tǒng)可能更頻繁地出現(xiàn)，還在于它在全球變暖背景下所造成的影響也將更為劇烈。例如，高壓阻塞帶來的熱浪正變得更強，進而增加野火、干旱及生態(tài)系統(tǒng)崩潰的風險。與此同時，更暖的空氣攜帶更多水汽，使得緩慢移動的風暴引發(fā)更強降雨，顯著提升山洪爆發(fā)的可能性。

“這些影響只會越來越嚴重。”伍林斯警告說。但這種情況究竟會嚴重到何種程度，仍是當前氣候科學界最緊迫的問題之一。現(xiàn)有氣候模型或許還無法準確模擬氣候變化對大氣系統(tǒng)造成的影響，這可能導致我們低估未來極端天氣的風險。

過去幾年的現(xiàn)實已經(jīng)警示我們：人類社會仍未做好應對長期熱浪或連續(xù)暴雨的準備。如果無法更準確地理解急流在氣候變化下的演變規(guī)律，成千上萬人的生命安全將面臨威脅。做好應對這些前所未有的氣候事件的準備，是人類社會當前最重要的一項任務。