2021年12月10日至11日晚上，從阿肯色州到伊利諾伊州的社區撕毀了致命的龍捲風爆發，其持續時間和力量是如此不尋常，尤其是對於12月而言，包括美國總統在內的許多人都是詢問氣候變化可能扮演的角色- 以及龍捲風在溫暖的世界中是否會變得越來越普遍。
這兩個問題都比回答更容易提出，但是研究提供了新的線索。
我是一個大氣科學家誰研究龍捲風等嚴重的對流風暴和氣候變化。這是迄今為止科學研究所顯示的。
氣候模型還無法看到龍捲風 - 但他們可以識別龍捲風條件
為了了解全球溫度上升將如何影響未來的氣候，科學家使用的複雜計算機模型是整個地球系統的特徵，從太陽的能量流到土壤的響應方式以及每年，逐年和季節之間的一切響應以及所有事物。
這些模型在全球範圍內解決了數百萬個方程。每個計算都加起來，需要比台式計算機可以處理的計算能力要多得多。
（Mike Rabbit/NOAA NSSL）
上圖：NOAA和俄克拉荷馬州合作社的研究人員準備了一個光檢測和範圍系統，以收集在風暴邊緣的數據。
為了展示地球氣候如何在本世紀末發生變化，我們目前必須大規模使用。可以將其視為在遠處山上的相機上的變焦功能。
您可以看到森林，但是單個樹木很難弄清，其中一棵樹上的松木也太小了，即使您炸毀了圖像。使用氣候模型，對象越小，它越難看到。
龍捲風和造成它們的嚴重風暴遠低於氣候模型可以預測的典型規模。
我們可以做的是查看使龍捲風成熟的大規模成分。
嚴重暴風雨的兩種關鍵成分是（1）溫暖，潮濕的空氣驅動強大的上升氣流的能量，以及（2）換風速和方向，稱為風剪，這使風暴變得更強大，壽命更長。
很難識別的第三個成分是觸發暴風雨的觸發因素，例如非常炎熱的一天，或者是冷鋒。沒有這種成分，並非每個有利的環境都會導致嚴重的暴風雨或龍捲風，但是前兩種情況仍然使暴風雨更可能。
通過使用這些成分來表徵嚴重風暴和龍捲風形成的可能性，氣候模型可以告訴我們一些有關風險不斷變化的東西。
風暴條件如何改變
美國的氣候模型預測表明總體有利成分的可能性 對於嚴重的風暴 會增加 到21世紀末。主要原因是伴隨著大氣中水分增加的溫暖溫度增加了強烈上升氣流的潛力。
全球溫度的上升正在推動季節的重大變化，我們傳統上認為很少會產生惡劣的天氣。
溫暖的潮濕空氣更大在秋天，冬季和早春意味著將有更多的日子和有利的嚴重雷暴環境 - 當這些風暴發生時，它們具有更大的強度。
哪些研究表明頻率和強度
在較小的地區，我們可以在這些未來的氣候中模擬雷暴，這使我們更接近回答嚴重的暴風雨。幾項研究有建模的更改到暴風雨的頻率更好地了解對環境的這種變化。
在過去的幾十年中，我們已經看到了向涼爽季節中嚴重暴風雨更有利的條件轉變的證據，而夏季風暴形成的可能性正在減少。
對於龍捲風來說，事情變得更加棘手。即使在第二天的其他預測中，也無法保證龍捲風會形成。在有利的環境中僅產生的一小部分風暴完全會產生龍捲風。
幾個模擬探索瞭如果龍捲風爆發或產生龍捲風的風暴發生在不同水平的全球變暖水平。
預測表明更強大，龍捲風產生的風暴隨著全球溫度的升高，可能會更有可能加強，儘管增強可用能源的增加可能要比我們預期的要少。
1度變暖的影響
我們對溫暖氣候如何影響嚴重風暴和龍捲風的大部分內容都是區域性的，主要是在美國。並非全球所有地區都會以相同的速度看到嚴重風暴環境的變化。
在最近的研究，我和我發現，北半球的嚴重風暴環境中的增加速度將更高，並且在較高的緯度時增加了。
在美國，我們的研究表明，對於攝氏1度（1.8 F），溫度升高，在春季，秋季和冬季，有利環境的增長可能會增加14-25％，而冬季的增長最大。
這主要由由於溫度較高而可用的能量增加而驅動。請記住，這是關於有利的環境，不一定是龍捲風。
這對十二月的龍捲風怎麼說？
回答氣候變化是否影響龍捲風的可能性或強度2021年12月爆發，很難將這樣的任何單一事件歸因於氣候變化。較短的影響像兒童南方振盪也可能使圖片複雜化。
肯定有信號指向更風暴的未來的方向，但是龍捲風的表現如何是一個開放的研究領域。
